東北大学・松井広研究室

東北大学・大学院生命科学研究科／超回路脳機能分野
兼・東北大学・大学院医学系研究科／超回路脳機能分野

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山尾　啓熙

氏名：山尾　啓熙（やまお　ひろき, Hiroki Yamao）
現職：博士課程４年（生命）
所属：東北大学大学院生命科学研究科
　　　　超回路脳機能分野（松井広研究室）
専門：昆虫神経科学、電気生理学、随伴発射、トレーサー標識
所在：片平キャンパス

学歴：

2020年03月　北海道大学理学部生物科学科卒業
　　　　　　　学士(理学)取得
　　　　　　　システム神経生物学研究室
　　　　　　　（指導教官：小川宏人）
2020年04月　東北大学大学院生命科学研究科
　　　　　　　修士課程入学
　　　　　　　超回路脳機能分野（指導教官：松井広）
2022年03月　同修士課程修了　修士（生命科学）取得
2022年04月　同博士課程進学

職歴・経歴：

2020年10月　東北大学国際共同大学院プログラム
　　　　　　　Neuro Global Program 第三期生
　　　　　　　「脳内グリア細胞の惹起する超可塑性機構の解明と病態制御応用」
2021年04月　東北大学国際共同大学院プログラム
　　　　　　　データ科学採択
　　　　　　　「記憶形成のグリアスイッチ」
2022年04月　次世代研究者挑戦的研究プログラム採択
　　　　　　　「記憶形成のグリアスイッチ」
2023年04月　日本学術振興会特別研究員（DC2）
　　　　　　　「脳内グリア細胞の惹起する超可塑性機構の解明と病態制御応用」

一言：

高校生の時、私は、とある脳科学者の講演会を聞きました。それ以来、ヒトの「心」はどのように生まれるのかといった問いが私の心の中に生まれ、また、果たして動物にも、私たちが自覚するような「心」はあるのだろうかといった疑問が生まれました。こういった問いに、最新の脳科学は答えることはできるのでしょうか。私たちは一人称的な「意識」を持ちます。脳の活動の何が、このような「意識」を生み出しているのでしょうか。私は、脳の中の活動を電気的・光学的に読み出す方法を使えば、心と意識の起源を理解することができるかもしれないと考えるようになりました。

脳には膨大な数の分子が集合しているものの、脳も所詮はただの物質であり、それぞれの分子の間の作用も、もとをたどれば、単純な物理化学法則に支配されています。脳を構成する要素要素の間で働く具体的な過程を探求していけば、どこから心が生まれてくるのかが分かるのではないかと考えています。意識というのも、複雑に絡み合った分子や細胞間の相互作用の結果、生まれてくる作用なのであって、メカニズムさえひも解ければ、何も不思議な現象ではないのかもしれません。

私は、北海道大学理学部生物科学科に所属し、小川宏人教授のご指導の下、感覚系のモデルとして、コオロギの気流感覚系を用いた研究を行いました。ヒトや哺乳類よりは単純な神経系を持つコオロギを調べることで、地球上に生まれた動物に普遍的に共通する、神経系を用いた情報処理と計算原理を理解することができるのではないかと考えたためです。

小川研では、コオロギの気流応答性介在ニューロンの神経生理学的，形態学的な方法を用いて、コオロギの気流感覚系がどのように気流の情報をコード・処理しているのかを研究しました。特に、コオロギが自発的に運動すると、それに伴って周囲の気流が変化します。自分自身の運動にともなう気流の変化と、周囲の環境の変化に基づく気流の変化とを区別するため、運動にともなって感覚を調整する随伴発射という神経機構が存在すると考えられています。卒業研究では、この随伴発射による気流応答の変化を調べるため、歩行中のコオロギの気流応答性介在ニューロンから細胞内電位記録を行いました。これらの研究のうち、形態学的な解析結果については現在小川研で論文の投稿を準備中であり、また、運動中の気流応答性介在ニューロンからの記録・解析については、引き続き、小川研で研究を継続中です。

東北大学においては、超回路脳機能分野の修士課程に進学し、松井広教授のご指導の下で、脳機能におけるグリア細胞の役割を研究する予定です。脳は神経細胞だけで構成されているわけではなく、脳の半分以上をグリア細胞が占めていると言われています。コオロギの神経系から、齧歯類のマウスやラットを研究対象に移すことで、対象となる脳の大きさが大きくなるだけでなく、さらにグリア細胞の役割を探るとなると、複雑性の度合いが数段増すことになります。とはいえ、所詮、脳はただの物質です。神経細胞と神経細胞の間の情報のやりとりを明らかにするのと同じやり方で、神経細胞とグリア細胞の間の信号伝達を調べて、これを組み合わせ行けば、その先に、意識や心のメカニズムが明らかになるはずです。

たったふたつの振り子をつなげるだけで、物理法則としては単純なのに、その動きはカオス的な振る舞いを示します。このような一見複雑な動きこそが、脳の生み出す意識や心の作用なのだと思います。逆に言えば、構成要素間に働く法則やメカニズム自体は、ごく単純なのかもしれません。コオロギとマウス、そして、ヒトに至るまで、基盤となるメカニズムには大差ないのではないかと考えられます。私は、脳の活動が、私たちの心を作り出す具体的な過程を探求し、将来的には、私たちの意識の正体やその生じるメカニズムの解明に携わりたいと考えています。

2024年12月11日　山尾

山尾啓熙特別海外研修修了

当研究室の博士課程の山尾啓熙氏は、東北大学国際共同大学院プログラム「Data Science」「Neuro Global Program」での特別海外研修の一環して、2024年9月から12月までの3か月間、ドイツのデュッセルドルフにある Heinrich Heine University Düsseldorf の Christine Rose 教授の研究室において、国際共同研究を実施しました。
NGP 特別海外研修報告

2024年11月04日

公刊学術研究論文発表
記憶の運命はグリア細胞が握る
Yamao and Matsui, Glia 2025 特設ページ

怖い体験の記憶が残るか残らないかの運命は、その体験の刹那（せつな）のグリア細胞にゆだねられていることが明らかになりました。マウスの脳内グリア細胞の機能を光で操作する研究によりで判明。グリア細胞の機能に介入すれば、トラウマの（心的外傷）が形成されるのが回避できる可能性が期待されます。

同じような経験をしても、鮮明な記憶として残る場合と、跡形もなく忘れ去る場合があります。今回、マウスを用いた実験の初日、床に電気ショックを流した直後に光ファイバーを通して扁桃体を照射し、グリア細胞のうちのアストロサイトを酸性化しました。すると、翌日のテストでは、電気ショックを受けた恐怖の記憶をすっかり忘れていて、マウスは、実験箱内を気楽に探索することが分かりました。

今回の研究では、恐怖を感じる電気ショック直後の限られた時間窓のなかで、扁桃体アストロサイトの細胞機能を光操作すると、翌日にわたる長期記憶や、三週間後まで残る遠隔記憶の成立が影響されることが示されました。したがって、短期記憶と長期・遠隔記憶が形成される過程は、恐怖体験の瞬間にどちらも起動され、独立した並行した経緯をたどることが明らかになりました。

例えば、強い恐怖を覚えることが見込まれる救急救命の場等に派遣されるときに、アストロサイトを酸性化しておけば、恐怖体験がトラウマ（心的外傷）として記憶される可能性を軽減される可能性があります。今後も研究を進めることで、心に残る記憶と忘れ去られる記憶など、私たちの脳内で、どのように記憶を処理しているのか、そのメカニズムの一端が明らかにされることが期待されます。

本成果は2024年11月4日付でGlia誌に掲載されました。

著者： 山尾啓熙、松井広

Yamao H, Matsui K* (2025)
Astrocytic determinant of the fate of long-term memory.
Glia, 73: 309-329.
DOI: https://doi.org/10.1002/glia.24636
Altmetric score = 157 (current 2025.01.08)
Top 2% of out of all articles searched.
Top 1% (#9) of outputs from Glia (2530).

2024.11.04 Published Online
2024.11.11 記者会見
2024.11.11 Press Release
東北大学本部
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松井広教授
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2024.12.11 Hunan TV
2025.02.01 紙面掲載

中国の Hunan TV に松井教授が出演！

* in Chinese language.

YouTube配信 Yamao et al., Glia 2024 2分間ダイジェスト
※音声ガイド付き

YouTube Distributed Yamao et al., Glia 2024 2 min digest
* Best with sound on.

2024年09月11日-12月11日　山尾

山尾啓熙国際共同大学院プログラム特別海外研修

当研究室の博士課程（生命）３年次の山尾啓熙さんが、東北大学の国際共同大学院プログラムの Data Science ならびに Neuro Global Program の一貫として、３ヶ月間の特別海外研修に出発しました。研修先は、ドイツのデュッセルドルフの Prof. Christine R. Rose研究室（Heinrich-Heine-University Düsseldorf）です。松井研-Rose研の間での国際共同研究を樹立することが期待されています。

2023年10月23日-11月15日　山尾

CAJAL Advanced Neuroscience Training Programme
"Advances Techniques in Synapse Biology" workshop

2023年10月23日-11月10日、当研究室所属の博士課程２年次・山尾啓熙氏は、CAJAL Advanced Neuroscience Training Programme が開催する開催の "Advances Techniques in Synapse Biology" workshop に参加しました。

本ワークショップは、仏・ボルドー大学にある Bordeaux school of Neuroscience にて 3 週間に渡り開催されました。実習を通じてパッチクランプ法の実験や超解像イメージングを含めた最新の実験手法・理論について学びました。ワークショップでは、Bordeaux University の Elena Baz Badilo 氏と Mathieu Letellier 博士に、小脳オルガノイドを用いた patch-seq を、West Virginia University の Michelle Bridi 博士には急性スライス標本を用いた一次視覚野(V1)錐体細胞の miniature IPSC 記録手法をそれぞれ学びました。

コース終了後、ドイツに渡り、(1) Saarland University の Frank Kirchhoff 研究室、(2) HHU Düsseldorf の Christine Rose 研究室、そして再びボルドーに戻り、(3) Bordeaux University の Valentin Nägerl 研究室の３つのラボを訪問しました。それぞれの箇所で、研究成果をセミナー発表させていただきました。Saarland University では、ちょうどブラジル University of Campinas から訪問中だった Alexandre Leite Rodrigues de Oliveira 博士と Luciana Politti Cartarozzi 博士と交流の機会がありました。Bordeaux University では、Valentin Nägerl 博士の紹介で、高橋直矢博士とも研究交流を行い、ラボ見学もさせていただきました。セミナーでは、Aude Panatier 博士から貴重なフィードバックをいただきました。

2023年10月10-13日

第50回内藤カンファレンス「グリア細胞が先導する脳機能」

The 50th Naito Conference
Glia World - Glial Cells Governing Brain Functions -
開催期間：2023年10月10日（火）～2023年10月13日（金）
場所：シャトレーゼ　ガトーキングダム　サッポロ（北海道）

ポスター発表：
Hiroki Yamao, Ko Matsui
Determining the fate of memories: the influence of astrocytic activity at the moment of encoding. The 50th Naito Conference: Glia World, Sapporo, Japan, 2023年10月10-13日

2023年08月01-04日

第46回日本神経科学大会＠仙台

The 46th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
Aug 1-3, 2023, Sendai, Japan

2023年8月2日(水) 15:00 〜 16:15 第8会場 (小会議室1)
一般口演｜ G. 学習・記憶
[2O08a-2] 条件づけと記憶
[2O08a-2-01] グリア活動による記憶の運命決定機構
○山尾啓熙1、松井広1 (1. 東北大学)

2023年07月08-11日　山尾

XVI Euro Glia 2023 in Berlin

Yamao H, Matsui K* (2023)
Astrocyte dynamics determine the long-term fate of memories.
XVI European Meeting on Glial Cells in Health and Disease, Berlin, Germany, 2023年7月.
隔年開催の国際グリア学会 EuroGlia について、前回 2021 年は、（当時）修士課程２年の山尾啓熙氏が挑戦しました。2021年度の開催は、フランス・マルセイユでの開催でしたが、新型コロナ禍の中、残念ながら、ウェブ開催でした。今回の EuroGlia 2023 は、久々の現地開催で、しかも、2013年から10年ぶりの Berlin 開催です。今回、再び、（現在）博士課程２年の山尾啓熙氏が、グリア界の頂点に挑戦しました。

2023年04月01日　山尾

祝！日本学術振興会特別研究員採択
山尾啓熙
　　2023～2024年度
　　日本学術振興会特別研究員（DC2）
　　（＋国際共同大学院 Neuro Global Program）
　　（＋国際共同大学院データ科学）
　　脳内グリア細胞の惹起する超可塑性機構の解明と病態制御応用

2022年04月01日　山尾

祝！次世代研究者挑戦的研究プログラム採択
東北大学高等大学院博士後期課程学生挑戦的研究支援プロジェクト
山尾啓熙
　　2022～2024年度採択
　　次世代研究者挑戦的研究プログラム
　　（＋国際共同大学院 Neuro Global Program）
　　（＋国際共同大学院データ科学）
　　記憶形成のグリアスイッチ

2022年03月25日　山尾

超回路脳機能分野・山尾啓熙氏 - 修士（生命科学）

東北大学大学院生命科学研究科から、山尾啓熙氏に修士号の学位が授与されました（＋超回路脳機能分野特設の非公式 sMLS; Super Master of Life Sciences）。このまま博士課程に進学し、国際共同大学院 Neuro Global、データ科学のダブル専攻として、当研究室での研究を発展させていく予定です。

2022年02月01日　山尾

令和３年度東北大学大学院生命科学研究科修士論文最終試験
山尾啓熙
「アストロサイトによる記憶形成の運命決定機構の検証」

超回路脳機能分野の山尾啓熙さんの東北大学大学院生命科学研究科修士論文最終試験がオンライン実施されました。今年は、新型コロナ禍の影響で、急遽、完全オンライン審査になりました。試験日当日の最終時間帯に当研究室の修士課程学生二人続けての発表でしたので、少し余裕を持って実施できました。国際共同大学院プログラム「データ科学」「Neuro Global Program」、それぞれの特徴を取り入れた修士課程とすることができました。

2021年08月05日　山尾

第2回グリアデコード班会議

山尾啓熙, 松井広*「恐怖記憶のグリア制御」
第2回グリアデコード班会議, 名古屋, 8月, 2021.
[ポスター，オンサイト開催]

2021年07月28日～31日　山尾

第44回日本神経科学会大会.

Yamao H, Matsui K* (2021) Glial induced mechanism of meta-plastic modulation. The Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, Kobe, Japan.

2021年07月05日～09日　山尾

XV European Meeting on Glial Cells in Health and Disease

Yamao H, Matsui K* (2021) Metaplastic switching by astrocytes. XV Europian Meeting on Glial Cells in Health and Disease, Marseille, France (Web).

2021年04月01日　山尾

祝！山尾啓熙・国際共同大学院プログラムデータ科学
　　QE0合格・プログラム候補生として採択
　　記憶形成のグリアスイッチ

2021年03月28日～30日　山尾

第98回日本生理学会大会（Web開催）

Yamao H, Matsui K* (2021) Glial switch of fear memory formation. Annual Meeting of The Physiological Society of Japan, Nagoya, Japan (Web).

2020年10月01日　山尾

祝！山尾啓熙・国際共同大学院プログラム Neuro Global
　　QE0合格・プログラム候補生として採択
　　脳内グリア細胞の惹起する超可塑性機構の解明と病態制御応用

2020年09月17日　山尾

恐怖の山尾

恐怖に正面から向かい合い、トラウマを克服することを目指します。夜毎のスマホトーンが僕のクイーンズ・イングリッシュの記憶を呼び起こす。忘れたいあの日の思い出と、大切にしたい心の絆は、僕の力（かがく）で選り分けます。

発表論文

Yamao H, Matsui K* (2025) Astrocytic determinant of the fate of long-term memory.
Glia, 73: 309-329.
DOI: https://doi.org/10.1002/glia.24636
特設ページ

修士論文 2022年3月
アストロサイトによる記憶形成の運命決定機構の検証
東北大学修士（生命科学）号取得 山尾啓熙

学会・研究会活動履歴：

Hiroki Yamao, Ko Matsui
Determining the fate of memories: the influence of astrocytic activity at the moment of encoding. The 50th Naito Conference: Glia World, Sapporo, Japan, 2023年10月10-13日
山尾啓熙、松井広*
グリア活動による記憶の運命決定機構
第46回日本神経科学大会, 8月, 2023年.
[口頭発表]
Yamao H, Matsui K* (2023)
Astrocyte dynamics determine the long-term fate of memories.
XVI European Meeting on Glial Cells in Health and Disease, Berlin, Germany, 2023年7月.
山尾啓熙, 松井広*「恐怖記憶のグリア制御」
第2回グリアデコード班会議, 名古屋, 8月, 2021.
[ポスター，オンサイト開催]
Yamao H, Matsui K* (2021) Glial induced mechanism of meta-plastic modulation.
The Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society（第44回日本神経科学大会）, Kobe, Japan, 2021年7月.

Yamao H, Matsui K* (2021) Metaplastic switching by astrocytes.
XV Europian Meeting on Glial Cells in Health and Disease, Marseille, France (Web), 2021年7月.

Yamao H, Matsui K* (2021) Glial switch of fear memory formation.
Annual Meeting of The Physiological Society of Japan（第98回日本生理学会大会）, Nagoya, Japan (Web), 2021年3月.

Kanaya T, Sasaki D, Ito R, Yamao H, Beppu K, Matsui K* (2021) Glial contribution to the early phase of the parallel memory formation process. Annual Meeting of The Physiological Society of Japan（第98回日本生理学会大会）, Nagoya, Japan (Web), 2021年3月.

山尾啓熙 (2020) Analysis of synaptic inputs to giant interneurons in walking crickets（コオロギ巨大介在ニューロンへの歩行運動に伴うシナプス入力の解析）
北海道大学理学部生物学科卒業研究発表 2020年1月31日.

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