2025/06/09 更新

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マツオ ナオキ
松尾 直毅
MATSUO NAOKI
所属
理学研究院 生物科学部門 教授
実験生物環境制御センター (併任)
理学部 生物学科(併任)
システム生命科学府 システム生命科学専攻(併任)
職名
教授
プロフィール
動物の記憶・学習や情動などを司る高次脳機能の仕組みを理解するための基礎研究を行っています。主に遺伝子改変マウスを用いて、行動解析、分子生物学、光遺伝学、神経活動記録などの手法を複合的に駆使した研究を進めています。 研究室に配属する学部生、大学院生に対しては、日々の研究室での実験や論文抄読会、研究進捗報告会など様々な機会を通して、基礎神経科学研究の進め方、成果のまとめ方等について指導しています。
外部リンク

研究分野

  • ライフサイエンス / 神経科学一般

学位

  • 博士(医学) ( 京都大学 )

経歴

  • 2014-2019 大阪大学 大学院医学系研究科 独立准教授 2010-2014 京都大学 白眉センター 特定准教授 2008-2010 藤田保健衛生大学 総合医科学研究所 講師 2003-2008 The Scripps Research Institute、Research Associate 2002-2003 京都大学大学院 医学研究科 博士研究員   

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 遺伝子改変マウスを用いた記憶・学習の動作原理の解明

    研究キーワード: 記憶・学習,マウス

    研究期間: 2019年7月

論文

  • Persistent representation of the environment in the hippocampus 査読 国際誌

    Kobayashi, KS; Matsuo, N

    Cell Reports   42 ( 1 )   111989   2023年1月   ISSN:2211-1247

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Cell Reports  

    In the hippocampus, environmental changes elicit rearrangement of active neuronal ensembles or remapping of place cells. However, it remains elusive how the brain ensures a consistent representation of a certain environment itself despite salient events occurring there. Here, we longitudinally tracked calcium dynamics of dorsal hippocampal CA1 neurons in mice subjected to contextual fear conditioning and extinction training. Overall population activities were significantly changed by fear conditioning and were responsive to footshocks and freezing. However, a small subset of neurons, termed environment cells, were consistently active in a specific environment irrespective of experiences. A decoder modeling study showed that these cells, but not place cells, were able to predict the environment to which the mouse was exposed. Environment cells might underlie the constancy of cognition for distinct environments across time and events. Additionally, our study highlights the functional heterogeneity of cells in the hippocampus.

    DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111989

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  • Irreplaceability of neuronal ensembles after memory allocation 査読 国際誌

    Naoki Matsuo

    Cell Reports   11 ( 3 )   351 - 357   2015年4月

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    担当区分:筆頭著者, 最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Lesion studies suggest that an alternative system can compensate for damage to the primary region employed when animals acquire a memory. However, it is unclear whether functional compensation occurs at the cellular ensemble level. Here, we inhibited the activities of a specific subset of neurons activated during initial learning by utilizing a transgenic mouse that expresses tetanus toxin (TeNT) under the control of the c-fos promoter. Notably, suppression interfered with relearning while sparing the ability to acquire and express fear memory for a distinct context. These results suggest that the activity of the initial ensemble is preferentially dedicated to the same learning and that it is not replaceable once it is allocated. Our results provide substantial insights into the machinery underlying how the brain allocates individual memories todiscrete neuronal ensembles and how it ensures that repetitive learning strengthens memory by reactivating the same neuronal ensembles.

    DOI: 10.1016/j.celrep.2015.03.042

  • Spine-type-specific recruitment of newly synthesized AMPA receptors with learning 査読 国際誌

    Naoki Matsuo, Leon Reijmers, Mark Mayford

    Science   319 ( 5866 )   1104 - 1107   2008年2月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The stabilization of long-term memories requires de novo protein synthesis. How can proteins, synthesized in the soma, act on specific synapses that participate in a given memory? We studied the dynamics of newly synthesized AMPA-type glutamate receptors (AMPARs) induced with learning using transgenic mice expressing the GluR1 subunit fused to green fluorescent protein (GFP-GluR1) under control of the c-fos promoter. We found learning-associated recruitment of newly synthesized GFP-GluR1 selectively to mushroom-type spines in adult hippocampal CA1 neurons 24 hours after fear conditioning. Our results are consistent with a "synaptic tagging" model to allow activated synapses to subsequently capture newly synthesized receptor and also demonstrate a critical functional distinction in the mushroom spines with learning.

    DOI: 10.1126/science.1149967

  • Localization of a stable neural correlate of associative memory 査読 国際誌

    Leon G. Reijmers, Brian L. Perkins, Naoki Matsuo, Mark Mayford

    Science   317 ( 5842 )   1230 - 1233   2007年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Do learning and retrieval of a memory activate the same neurons? Does the number of reactivated neurons correlate with memory strength? We developed a transgenic mouse that enables the long-lasting genetic tagging of c-fos-active neurons. We found neurons in the basolateral amygdala that are activated during Pavlovian fear conditioning and are reactivated during memory retrieval. The number of reactivated neurons correlated positively with the behavioral expression of the fear memory, indicating a stable neural correlate of associative memory. The ability to manipulate these neurons genetically should allow a more precise dissection of the molecular mechanisms of memory encoding within a distributed neuronal network.

    DOI: 10.1126/science.1143839

  • Sex differences in olfactory-induced neural activation of the amygdala 査読 国際誌

    Takefumi Kikusui, Mayu Kajita, Natsumi Otsuka, Tatsuya Hattori, Kanako Kumazawa, Akiyuki Watarai, Miho Nagasawa, Ayumu Inutsuka, Akihiro Yamanaka, Naoki Matsuo, Herbert E. Covington, Kazutaka Mogi

    Behavioural Brain Research   346   96 - 104   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Olfactory signals, including the scent of urine, are thought to be processed by specific brain regions, such as the medial amygdala (Me), and regulate sexual behavior in a sex-dependent manner. We aimed to reveal the sex-specific neural circuit from the accessory olfactory bulb (AOB) to Me by using a transgenic mouse. We quantified the long-lasting green fluorescent protein (GFP) expression profile, which was controlled by the c-fos promotor in a sex-dependent manner by the scent of urine. Female urine predominantly activated neurons of the posterodorsal medial amygdala (MePD) in male mice and the posteroventral medial amygdala (MePV) in female mice. Male urine, in contrast, generated the opposite pattern of activation in the Me. Secondary, the selective artificial activation of these circuits was used to examine their specific behavioral function, by using a dual Cre-loxP viral infection. AAV-hSyn-FLEX-hM3Dq-EGFP–the designer receptor exclusively activated by a designer drug–was infused into the AOB after infection with trans-synaptic AAV(DJ)-CMV-mCherry-2A-Cre-TTC into either the MePD or the MePV. Double virus-transfected mice were injected with hM3Dq activator and their sexual behavior was monitored. However, selective activation of sex-dependent circuits, i.e., the AOB-MePD or AOB-MePV, did not significantly alter mounting or attack behavior in male mice. There were clear sex differences in the pheromone conveying circuits in the AOB-Me of mice. The sex-dependent functional activation of the Me, however, no effect on behavior. This suggests that a diverse number of nuclei and brain areas are likely to function in concert to successfully facilitate sexual and aggressive behaviors.

    DOI: 10.1016/j.bbr.2017.11.034

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講演・口頭発表等

  • Specific Activities of Engram Cells during Contextual Fear Conditioning 招待

    松尾直毅

    第63回 日本神経化学会大会  2020年9月 

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    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    国名:日本国  

  • 記憶痕跡細胞から探る記憶の神経基盤 招待

    松尾直毅

    第32回 日本動物細胞工学会2019年度大会  2019年7月 

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    開催年月日: 2020年6月

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    国名:日本国  

  • Robustness and Flexibility of Neuronal Ensembles in Memory 招待 国際会議

    Naoki Matsuo

    ILS 2019 (International Conference on Interdisciplinary Life Sciences)  2019年11月 

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    開催年月日: 2020年6月

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    国名:日本国  

  • Robustness and Flexibility of Neuronal Ensembles in Memory 招待 国際会議

    Naoki Matsuo

    The 10th IBRO (International Brain Research Organization) World Congress  2019年9月 

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    開催年月日: 2020年6月

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    国名:大韓民国  

所属学協会

  • 日本神経科学学会

  • Society for Neuroscience

  • Molecular and Cellular Cognition Society

委員歴

  • 日本神経科学学会   プログラムコア委員   国内

    2024年1月 - 2025年8月   

  • 日本神経科学学会   ニュース編集委員   国内

    2020年1月 - 2022年12月   

  • 日本神経科学学会   プログラム委員   国内

    2018年2月 - 2019年7月   

学術貢献活動

  • chair

    役割:パネル司会・セッションチェア等

    生理研研究会  ( Japan ) 2023年9月

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    種別:学会・研究会等 

  • chair

    役割:パネル司会・セッションチェア等

    生理研研究会  ( Japan ) 2022年9月

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    種別:学会・研究会等 

  • chair

    役割:パネル司会・セッションチェア等

    生理研研究会  ( Japan ) 2020年9月

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    種別:学会・研究会等 

  • 座長

    役割:パネル司会・セッションチェア等

    生理研研究会  ( Japan ) 2019年9月

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    種別:学会・研究会等 

  • Molecular Brain 国際学術貢献

    役割:審査・評価

    2019年9月 - 現在

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    種別:審査・学術的助言 

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 連合学習における条件刺激の実体と時空間的な活動要件の解明

    研究課題/領域番号:25K02312  2025年4月 - 2029年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    松尾 直毅

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    資金種別:科研費

  • 記憶形成後の動的変化に伴う機能的コネクトームの網羅的同定と解析

    研究課題/領域番号:25H02505  2025年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    松尾 直毅

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    資金種別:科研費

  • 第一三共生命科学研究振興財団 研究助成

    2025年1月

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    担当区分:研究代表者  資金種別:寄附金

  • 武田科学振興財団 生命科学研究助成

    2022年

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    資金種別:寄附金

  • 記憶の獲得と想起で個別に働く神経基盤の解析

    研究課題/領域番号:23K21352  2021年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    松尾 直毅, 寺前 順之介

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    資金種別:科研費

    それぞれの脳領域は多くの場合、複数の領域から入力を受けるが、ある状況において全ての入力回路・細胞が同等に働く訳ではない。例えば、海馬はエピソード記憶の“獲得”でも“想起”でも活動し、記憶の想起は獲得時の神経活動の再生であると一般的に考えられているが、実際に細胞レベルで解析を行うと、想起時に“再活動”する細胞の割合は意外と少ない。そこで、本研究では、記憶の“獲得”と“想起”の動作原理の違いを細胞・回路レベルで究明し、全体像を明らかにすることを目的とする。

    CiNii Research

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教育活動概要

  • 動物が生きることを可能にしている体の特性や仕組み、特に脳神経系の役割についての基本的な知識、技術、論理的思考方法を学ぶことを目的とした講義を行っています。演習では必要な原著論文の検索、適切な読解を実践できるように指導を行っています。

担当授業科目

  • 生物学演習I

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • 動物生理学

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 生体情報機能学II

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • 細胞生物学

    2023年4月 - 2023年9月   前期

  • 神経生物学

    2023年4月 - 2023年9月   前期

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FD参加状況

  • 2023年3月   役割:企画   名称:【生物学科】大学発明の出願・権利化に関するFD

    主催組織:学科

  • 2022年3月   役割:参加   名称:全学FD:メンタルヘルス講演会

    主催組織:全学

  • 2022年3月   役割:参加   名称:【生物学科】入学者選抜試験に関するFD

    主催組織:学科

  • 2020年12月   役割:参加   名称:【オンライン配信】新型コロナウィルス感染拡大状況での学生のメンタルヘルス

    主催組織:部局

  • 2020年11月   役割:参加   名称:事件等発生時の学生対応に関するFD・SD

    主催組織:部局

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大学全体における各種委員・役職等

  • 2024年4月 - 2026年3月   動物実験委員

  • 2022年4月 - 2024年3月   動物実験委員

その他部局等における各種委員・役職等

  • 2024年4月 - 2026年3月   研究院 理学研究院 副研究院長

  • 2022年4月 - 2023年3月   研究院 理学研究院 生物科学部門長

  • 2022年4月 - 2023年3月   学部 理学部 生物学科長

  • 2020年4月 - 2022年3月   研究院 動物実験委員

  • 2020年4月 - 2021年3月   学府 システム生命科学府 生命理学講座主任

社会貢献・国際連携活動概要

  • 令和5年度福岡県高等学校理科部会 夏季研修会において講演

社会貢献活動

  • 筑紫女学園高等学校 研究室見学

    役割:講師, 実演

    2024年10月

  • 出張講義

    福岡県立修猷館高等学校  2023年6月

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    対象:幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

  • 九州大学理学部生物学科「公開講座」

    役割:講師

    九州大学理学部生物学科「公開講座」  2021年8月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

  • 新適塾「脳はおもしろい」

    役割:講師

    新適塾「脳はおもしろい」  2015年6月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

  • SSH「究理I」

    虎姫高等学校  2014年11月

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    対象:幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

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メディア報道

  • 反復学習 同じ神経使用、マウスで仕組み解明 新聞・雑誌

    2015年4月

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    反復学習 同じ神経使用、マウスで仕組み解明

海外渡航歴

  • 2003年4月 - 2008年3月

    滞在国名1:アメリカ合衆国   滞在機関名1:The Scripps Research Institute