Nature vs. nurture: wat is aangeboren en wat is aangeleerd?

Het nature-nurture-debat houdt (neuro)wetenschappers al jaren bezig. De vraag is: wat is aangeboren en wat is aangeleerd? Onderzoek naar de ontwikkeling van de hersenen en naar de invloed van epigenetica geven ons meer inzicht in het debat. Tegenwoordig komt er steeds meer bewijs voor beide kanten van het debat, en lijkt het er dus op dat er een theorie gevormd moet worden die stelt dat het 'een beetje van beiden' is. Een combinatie van nature en nurture lijkt vooralsnog het meest geloofwaardig.

Ontwikkeling van de hersenen

Neurobioloog Dick Swaab stelt dat de hersenen van de mens zich tijdens de zwangerschap en in de eerste jaren na de geboorte in een zeer hoog tempo ontwikkelen. Tijdens deze fase zijn de hersencellen bijzonder gevoelig voor vele verschillende factoren. Voor een normale hersenontwikkeling moet er voldoende voedsel aanwezig zijn en bovendien moet de schildklier goed werken, omdat die de hersenontwikkeling stimuleert. In deze periode van groei wordt de hersenontwikkeling in grote lijnen bepaald door de genetische achtergrond en in door de activiteit van de zenuwcellen. Deze activiteit wordt op zijn beurt beïnvloed door de beschikbaarheid van voedingsstoffen, neurotransmitters, groeistoffen en hormonen. De geslachtshormonen van het kind sturen in deze fase de seksuele differentiatie in de hersenen. Ook stoffen uit het milieu die tijdens de zwangerschap via de placenta naar het kind gaan, zoals alcohol, nicotine en andere verslavende stoffen en geneesmiddelen, kunnen het proces van hersenontwikkeling verstoren.

Neurogenese: de aanmaak van hersencellen

De aanmaak van hersencellen vindt in een hoog tempo plaats in de baarmoeder, kort na de geboorte en gaat vervolgens langzamer door tot ongeveer het 4e levensjaar. De rijping van de hersenen gaat nog langer door. In het voorste deel van de hersenen, de prefrontale cortex, rijpen de hersenen zelfs tot het 25e levensjaar. Bijnierschorshormonen die vroeger herhaaldelijk in hoge doseringen aan te vroeg geboren kinderen werden gegeven om de longrijping te bevorderen, bleken later ook de hersenontwikkeling te remmen. Ook het gebruik van alcohol, sigaretten en geneesmiddelen tijdens de zwangerschap kan leiden tot een verkleind hersenvolume bij het kind. De hersenen zijn dus gevormd uit de genetische achtergrond en door de ontwikkeling in de baarmoeder. Een veilige, stimulerende omgeving na de geboorte, die haalbare eisen aan het zich ontwikkelende kind stelt, stimuleert vervolgens de groei van de hersenen en er ontstaan meer contacten tussen de hersencellen. Kinderen die tijdens de vroege ontwikkeling sterk verwaarloosd zijn hebben ook een verkleind hersenvolume.

Taalontwikkeling van levensbelang

De ontwikkeling van de moedertaal laat ook zien hoe de omgeving sommige hersensystemen na de geboorte nog beïnvloedt. De moedertaal is onafhankelijk van onze genetische achtergrond en wordt slechts bepaald door de omgeving waarin het kind in deze kritische periode voor de taalontwikkeling opgroeit. De ontwikkeling van de moedertaal drukt niet alleen een heel sterke stempel op de hersenontwikkeling, het is cruciaal voor vele andere aspecten van de ontwikkeling van het kind. Zo heeft keizer Frederick II van Duitsland, Italië, Bourgondië en Sicilië in het jaar 1211 geprobeerd te 'Taal van God' te ontdekken. Hij verwachtte dat die zich spontaan zou openbaren als kinderen hun moedertaal niet te horen kregen. Hij verordonneerde dozijnen kinderen in volledige stilte te laten opgroeien, maar de 'Taal van God' openbaarde zich niet. De kinderen konden zelfs helemaal niet spreken en stierven allen op jonge leeftijd. Ook weeskinderen die tijdens de Tweede Wereldoorlog opgroeiden in weeshuizen met te weinig personeel hadden 30% meer kans te overlijden. Er was voor deze kinderen te weinig geestelijk en lichamelijk contact en dit zorgde, naast de verhoogde kans om te overlijden, voor een verhoogde kans psychologische stoornissen. Een goede interactie met de omgeving blijkt dus niet alleen een absolute voorwaarde te zijn voor een normale hersenontwikkeling, het is van levensbelang.

Toegankelijkheid van genen

Op het hele genoom, één complete set chromosomen, zit een beperkt aantal genen. Een bepaald gen codeert voor een eiwit en een functie, maar niet alle functies zijn in iedere cel nodig. In iedere cellen zitten dus wel alle genen met hun functies, maar niercellen ontwikkelen zich tot niercellen en niet tot spiercellen. Om dit te bereiken worden genen specifiek aan of uit gezet. In de ontwikkeling van het embryo bevat eerst één cel met alle genetische informatie. Na enkele celdelingen zijn dit embryonale stamcellen en kunnen ze nog differentiëren tot alle soorten cellen. Een transcriptiefactor is een groep eiwitten die specifiek aan het DNA kunnen binden en regelen of een gen wordt aan- of uitgezet. Je zou de transcriptiefactor kunnen zien als iemand die naar de stoppenkast van een huis gaat en daar het licht in de keuken uitschakelt. Weefsels hebben specifieke transcriptiefactoren die een rol spelen bij de differentiatie. Een gen kan worden aan of uitgezet door transcriptiefactoren.

Epigenetica

Epigenetica is, naast de transcriptiefactoren, een tweede regelmechanisme die bepaalt of een gen toegankelijk is. Je zou de epigenetica kunnen zien als een dimmer op het licht in de keuken. Je kunt het licht voor de helft dimmen, maar je kunt ook het licht in zijn geheel uitzetten. Op het DNA zijn vier bases te vinden, A, T, G en C. Voor in GC-rijke domeinen kan er op een cytosine (C) base een methylgroep gezet worden, waardoor deze geblokkeerd wordt. Een gen kan dus geblokkeerd worden door op het DNA een methylgroep te zetten, dit noem je methylering. Een methylgroep kan op een losse base gezet worden maar ook op een groter stuk van het DNA. Het DNA is opgerold in de cel, omdat het er anders niet in past. Wanneer je op een opgerold deel van het DNA een methylgroep zet, wordt dat hele deel geblokkeerd. In dit geval is 'nature' het DNA dat je hebt, en het methyleren behoort tot 'nurture'.

Seksuele differentiatie

De KInsey-schaal is in 1948 ontwikkeld door Alfred Kinsey en loopt van 0 tot 6. Hierbij staat 0 voor exclusief heteroseksueel en 6 voor exclusief homoseksueel. Tijdens de ontwikkeling in de baarmoeder wordt bepaald waar je op de schaal terecht komt. Dit wordt bepaald door je genetische achtergrond en effecten van hormonen en andere stoffen op de ontwikkeling van de hersenen. Tweeling- en familieonderzoek laat zien dat je seksuele oriëntatie voor 50% genetisch bepaald is. De andere helft wordt dus bepaald door de omgeving. Het wonderlijke is dat homoseksualiteit in de loop van evolutie is blijven bestaan, aangezien deze groep zich weinig voortplant. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de genen die de kans op homoseksualiteit vergroten, ook de vruchtbaarheid van de rest van de familie vergroot. De genen van de heteroseksuele broers en zussen van homoseksuelen zorgen ervoor dat deze mensen meer nakomelingen dan gemiddeld krijgen. Hierdoor blijven de genen dus circuleren.

Huidige status van het debat

Het begrip nature omvat alle eigenschappen die aangeboren zijn. Het begrip nurture omvat alle aspecten van de wereld die deel uitmaken van de perceptuele input van een persoon. Andere mensen kunnen hierop invloed hebben door beloningen, straffen, vroege verrijking, rolmodellen, onderwijs en sociale houdingen. Epigenetica is een mechanisme dat de toegankelijkheid van genen bepaalt. Door methyllering kan een gen geblokkeerd worden en dus ontoegankelijk gemaakt worden. Nature is in dit geval het DNA dat je hebt en het methylleren van DNA behoort tot nurture.

Wetenschappers van tegenwoordig verwerpen het negentiende-eeuwse idee dat je bent overgeleverd aan je lot. Ook de twintigste-eeuwse 'tabula rasa' of 'blank slate' (onbeschreven blad) wordt verworpen. Het algemeen aanvaarde idee over het nature versus nurture debat is dat het een beetje van beiden is. Het karakter wordt gevormd door de genetische achtergrond en omgevingsinvloeden tijdens en na de zwangerschap. De hersenen worden in deze periode ontwikkeld en hersencellen worden aangemaakt. De genetische informatie wordt gezien als nature en de omgevingsinvloeden tijdens de zwangerschap en de periode daarna als nurture. Tot het 25ste levensjaar zijn de hersenen niet volop in ontwikkeling en zijn er nog veranderingen mogelijk. Vooral de prefrontale cortex, die ons impulsieve gedrag in toom houdt, komt pas laat tot ontwikkeling. Het debat over nature versus nurture is waarschijnlijk nog lang niet voorbij. Echter, met de huidige kennis kan gezegd worden dat het een beetje beiden is.