本研究採用了行為科學、神經藥理學以及分子生物學等方法，主 要針對斑馬魚的條件化恐懼學習記憶之獲取(acquisition)作用進行研 究。本研究發現，斑馬魚能夠藉由抑制性逃避行為箱的行為訓練方 式，獲取條件化恐懼學習之記憶。在本次研究中，我們發現僅需要一 次訓練，斑馬魚即可建立的條件化恐懼記憶而產生抑制性逃避行為。
除此之外，對於條件化恐懼記憶的獲取，斑馬魚端腦內glutamate NMDA receptor 也調控著記憶獲取所需的分子機轉。而先前學者發
現，硬骨魚類的端腦扮演著類似於海馬迴及杏仁核等同同源構造 (Northcutt, 1981; Vargas et al., 2000; Rodriguez et al., 2002)，因此我們 分析訓練過後斑馬魚端腦內Erk1 的磷酸化表現量，也發現 Erk1 的磷 酸化表現量在學習過後隨時間逐漸增加，證實了斑馬魚條件化恐懼學 習需透過MAPK 的磷酸化表現量增加，代表與囓齒類相同的神經機 轉也存在於斑馬魚腦內。這些研究結果，支持在物種的演化過程中，
脊椎動物為了適應環境所帶來的生存衝擊，在大腦的結構以及功能 上，都發展出保守性的記憶系統。
1. 斑馬魚能在抑制性逃避行為箱中展現條件化恐懼學習記憶能力。
過去有許多研究者透過了各種不同類型的行為訓練方式來觀察
食物當成促進訓練的學習誘因(Williams et al., 2002)，或者是利用嫌 惡性電擊來當作促進訓練的懲罰(Xu et al., 2007)。而本實驗利用魚 類偏好棲息的深水區當作條件化刺激（CS），而嫌惡性電擊當作非 條件化刺激（US），將兩者配對，讓斑馬魚將深水區與電擊聯結在 一起，而抑制原本行為，產生對深水區的恐懼記憶。根據實驗（一）
所呈現出的實驗結果發現，斑馬魚經過了一次條件化恐懼學習訓練 後，隔天的測試（test）中都能夠達到顯著的學習效果（圖一）。此 外，此恐懼記憶可以透過情境（深水區）的連續呈現而消減掉，證 實此抑制性逃避行為的確是透過學習而來，這符合Pavlov 所提出的 正統條件化之學習曲線。
而目前理論對於記憶消除的機轉，主要有兩大方向，一是經由 遺忘( forgetting )，隨著時間逐漸忘記 CS-US 之聯結關係；另一是經 由主動重新學習產生新的記憶，進而可將之前學得獲取之 CS-US 和 後來新的消減訓練所習得的做進一步的區分。目前較多的研究證 明，消減作用像是一個重新學習的過程，即原來的記憶還存在於大 腦中，但生物體經由另外的經驗而有了不同的記憶存在於大腦中，
即所謂新的記憶(Wagner et al., 1981; Bouton et al., 1993; Lovibond et al., 2000; Bouton, 2004; Vervliet et al., 2004)。
本實驗（一）~（三）的結果，不但驗證了斑馬魚擁有條件化
恐懼學習能力和此記憶可保存至少達七天外，也確立了後續實驗中 所採用的動物行為訓練模式。
2. 斑馬魚條件化恐懼學習與 glutamate NMDA receptor 的關係。
行為實驗結果顯示，在條件化恐懼記憶訓練前，採用MK-801
（glutamate NMDA receptor antagonist）(20 μM)浸泡方式處理的實驗 組能夠有效的阻斷條件化恐懼學習（圖六）。除此之外，根據圖七所 顯示的結果發現，雖然先前的條件化恐懼記憶訓練受到MK-801 藥 物的阻斷，但是一個星期後，當牠們再次重新接受條件化恐懼記憶 訓練時，牠們還是能夠恢復其學習能力。因此，MK-801 藥物並不
會對斑馬魚腦部產生永久性的傷害，而只是暫時性的抑制glutamate NMDA receptor 的活化。
過去，有許多相關研究的文獻報導，將glutamate NMDA receptor antagonist 注射入大白鼠體內後，能夠阻斷大白鼠的學習能力(Tan et al., 1989; Packard and Teather, 1997)。除此之外，在 2006 年的時候，
Gomez 等人利用金魚進行類似實驗，也發現相似的實驗結果，動物 的學習能力被阻斷。
透過對實驗（四）和（五）的瞭解，能夠進一步推論在脊椎動物的 條件化恐懼記憶學習過程當中，活化glutamate NMDA receptor是不
3. 比較斑馬魚與其他脊椎動物在條件化恐懼學習中的分子機轉。
脊椎動物的條件化恐懼記憶學習，除了受到glutamate NMDA receptor 的調節外，還需要依賴其他訊息分子的傳遞以及調控，例
如mitogen-activated protein kinase/extracellular signal regulated kinase
（MAPK/ERK）(Impey et al., 1999)以及下游 cAMP response element-binding protein（CREB）的參與(Guzowski and McGaugh, 1997)。
本研究利用西方點墨法（western blot），分析斑馬魚端腦中 MAPK 蛋白質的磷酸化程度是否會和條件化恐懼記憶學習的過程有 關。結果發現，在學習訓練後，斑馬魚端腦中的磷酸化Erk1 蛋白質 隨著時間有逐漸上升的現象，而在訓練後 1.5 小時，磷酸化 Erk1 蛋 白質表現量達到高峰，而此磷酸化 Erk1 蛋白質表現量增加，並非透 過 Erk1 蛋白質的總量增加。此結果支持在斑馬魚的腦內，可能存在 著等同於哺乳類動物活化 LTP 相近的分子機轉，即條件化恐懼記憶 訓練後，先透過 glutamate NMDA receptor 的活化，之後鈣離子進入 細胞內藉由 Ras、Raf、MEK 等訊息傳遞路徑而活化 MAPK(Falls et al., 1992; Maren et al., 1996; Impey et al., 1999；Schafe et al., 2000；
German et al., 2003)，MAPK 活化時會進入細胞核影響基因的表現，
進而造成神經的可塑性之改變(Ghosh et al., 1994; Davis et al., 2000;
Kida et al., 2002; Lonze and Ginty, 2002; Lin et al., 2003)。
4. 斑馬魚在行為科學中未來的發展。
行為科學是神經科學當中相當重要的一個環節，我們能夠藉由 研究動物的學習行為，來了解及探討學習與記憶過程中的神經機 轉。過去的研究發現，斑馬魚大腦的發育過程以及各主要腦部的構 造，都和人類有著相當大的保守性，有利於研究者進行比較。而且 成熟之斑馬魚大腦和其他脊椎動物一樣，具有典型的感覺器官(視 覺、嗅覺、味覺、觸覺、平衡覺以及聽覺)以及和人類同源性的感覺 傳遞路徑(Byrd et al., 1996; Orger et al., 2000; Mombaerts, 2001)。
本研究結果中所以發現的四項結果：（一）斑馬魚具備條件化恐 懼記憶學習能力；（二）此條件化恐懼記憶至少可被保存七天；（三）
斑馬魚的條件化恐懼記憶學習需要透過活化glutamate NMDA
receptor來調控；（四）斑馬魚的條件化恐懼記憶學習訓練需要MAPK 的磷酸化來傳遞訊息，在訓練後1.5小時，磷酸化Erk1蛋白質表現量 達到高峰，且此磷酸化Erk1蛋白質增加是藉由被磷酸化的Erk1蛋白 質數目增加，而非透過Erk1蛋白質總量的增加。
本研究之實驗結果將能夠提供未來更多的研究及實驗方向，例如 透過轉殖斑馬魚之建立，來瞭解基因與學習之間的微妙關係；開發更 多元化行為儀器，來研究斑馬魚的學習行為模式；透過斑馬魚的學習
行為來篩選具治療價值之藥物等。相較於金魚，斑馬魚更具備前述之 實驗優勢，因此，相信斑馬魚在未來的行為科學中，將會是研究脊椎 動物行為科學所不可忽視的新希望。