Vlastnosti neuronálních okruhů závisejí na počtu funkčních elementů (neuronů), četnosti interneuronálních spojení a funkční charakteristice synapsí. Komplexita neuronálních okruhů podmiňuje kvalitativní rozdíly v integrační činnosti mozku (úroveň inteligence a kognitivních funkcí, kapacita paměti). Vývoj nervového systému je jen částečně determinován geneticky (nature), významněji je ovlivňován vlivy prostředí (nurture). I faktory prostředí mohou modulovat vývoj struktury a její funkci zásahem do transkripce genů. Takto je například řízena exprese specifických signálních látek buněčných povrchů, tzv. adhezivních molekul, které poskytují informace pro růstové vrcholy axonů a dendritů. Podobně je řízena exprese neurotrofních faktorů, které napomáhají udržovat vzájemné funkční vztahy, případně stimulovat jejich další diferenciaci. Kromě přítomnosti či nepřítomnosti určitých vloh (genů), potřebných pro optimalizaci struktury a funkce neuronálních okruhů, je nutné uvažovat i o faktorech, které umožní, aby se tyto vlohy uplatnily. Vedle biologických faktorů, jako je úroveň nutrice, zásobení kyslíkem, případně úrazy a onemocnění, je pro vyladění funkce neuronálních okruhů nutná i adekvátní stimulace a zpracovávání přijatých informací. Hlavní zdroj stimulačních signálů představuje pro člověka jazyk, sociální prostředí a kultura.

Features of neuronal circuits depend on the number of functional elements (neurons), density of interneuronal connections and functional characteristics of synapses. Complexity of neuronal circuits determines the qualitative differences in the integration activity of the brain (level of intelligence and cognitive functions, memory capacity). Nerve system development is only partially determined by genetic factors (nature); probably more significant is the effect of environment (nurture). Environmental factors can interfere with gene transcription and thus modulate the development of structure and function. It is the mechanism controlling the expression of specific signals at neuronal surfaces, which include adhesive molecules providing information for growing cones of axons and dendrites. The expression of neurotrophic factors which help to maintain mutual functional relations between neurons is controlled similarly. Beside the presence or absence of certain dispositions (genes), necessary for the optimal development of the structure and function of neuronal circuits, also the factors which carry out the inherited dispositions have to be considered. Beside the biological factors like nutrition, oxygen supply or injuries and diseases, the adequate stimulation and information processing are necessary for the functional tuning of neuronal circuits. The principal source of stimulatory signals for humans represents the language, social environment and culture.

Fyziologický ústav 1 LF UK Praha

Nature and nurture in the view of gene expression

6. sympozium Společnosti pro biologickou psychiatrii a Kuffnerova nadačního fondu "Intracelulární procesy, duševní onemocnění a léčba", Jihlava, 24.-26.4.2008

Lit.: 24