Los genes contribuyen de manera importante a la función mental y pueden contribuir a la enfermedad mental:

Los genes no codifican el comportamiento de forma directa. Un solo gen codifica una única proteína y no puede por sí solo codificar un solo comportamiento. El comportamiento es generado por los circuitos neurales que involucran muchas células, cada una de las cuales expresa genes específicos que dirigen la producción de proteínas específicas. Los genes expresados en el cerebro codifican proteínas que son importantes en uno u otro paso en el desarrollo, mantenimiento y regulación de los circuitos neuronales que subyacen al comportamiento.
Una gran variedad de proteínas, estructurales, regulatorias y catalíticas, son necesarias para la diferenciación de una sola célula nerviosa, y muchas más células y muchos más genes son necesarios para el desarrollo y la función de un circuito neuronal.

Darwin y sus seguidores postularon que las variaciones en el comportamiento humano pueden, en parte, deberse a la selección natural. Si esto es así, algún elemento en la variación de la conducta de una población tendría necesariamente  una base genética. Una parte de esta variación a su vez debería mostrarse como una diferencia hereditaria clara. El estudio control de factores hereditarios en el comportamiento humano han demostrado que son difíciles de diseñar, porque no es posible el control del medio ambiente de un individuo para los fines experimentales, salvo en algunas situaciones muy limitadas. El estudio del comportamiento en gemelos idénticos proporciona información muy importante de otro modo no disponible.

Los gemelos idénticos comparten un genoma idéntico y por lo tanto son tan iguales como es posible genéticamente.
Las similitudes entre los gemelos idénticos que han sido separados a principios de su vida y se criaron en hogares diferentes, puede ser atribuible más a los genes que al medio ambiente. Los gemelos idénticos, en comparación con un grupo de individuos comparables en edad, sexo, y estatus socioeconómico, comparten un número considerable de rasgos del comportamiento. Estos incluyen los gustos, preferencias religiosas, y los intereses profesionales que comúnmente se considera que están determinados socialmente y son característicamente distintivos de un individuo. Estos resultados sostienen que el comportamiento humano tiene un importante componente hereditario. Pero la similitud está lejos de ser perfecta. Los gemelos pueden variar y de hecho varían en gran manera. Por lo tanto, los estudios de gemelos destacan la importancia de las influencias ambientales. Ello  indica con toda claridad que los factores ambientales son muy importantes.

La primera evidencia directa de que los genes son importantes en el desarrollo de la esquizofrenia la proporcionó en la década de 1930 Franz Kallmann. Kallmann quedó impresionado con el hecho de que la incidencia de la esquizofrenia en todo el mundo es sobre el 1% de forma uniforme a pesar de los factores sociales y ambientales que varían considerablemente. No obstante, encontraron que la incidencia de la esquizofrenia entre los padres, hijos y hermanos de los pacientes con la enfermedad es del 15%, una fuerte evidencia de que la enfermedad se da en familias.
Sin embargo, una base genética para la esquizofrenia no puede deducirse simplemente por la mayor incidencia en familias. No todas las condiciones que ocurren en las familias son necesariamente genéticas: la riqueza y la pobreza, los hábitos y los valores también acontecen en las familias, y en épocas anteriores, incluso deficiencias nutricionales como la pelagra.

Para distinguir los factores genéticos de los ambientales, Kallmann estudio a gemelos y comparó las tasas de enfermedad en gemelos idénticos (monocigóticos) y fraternos (dicigóticos). Como hemos visto, los gemelos monocigóticos comparten todos los genes. Por el contrario, los gemelos dicigóticos comparten sólo el 50% de sus genes y son genéticamente equivalentes a los hermanos. Por lo tanto, si la esquizofrenia fuese causada exclusivamente por factores genéticos, los gemelos monocigóticos deberían tener la misma tendencia a desarrollar la enfermedad. Incluso si los factores genéticos fueran necesarios pero no suficientes para el desarrollo de la esquizofrenia,  los gemelos monocigóticos de un paciente con esquizofrenia
deberían tener un riesgo considerablemente más alto que los dicigóticos. La tendencia de los gemelos para tener la misma enfermedad se llama concordancia. Los estudios en gemelos han establecido que la concordancia para la esquizofrenia en gemelos monocigóticos es de aproximadamente 45%, en comparación con sólo 15% en gemelos dicigóticos, que es aproximadamente la misma que para otros hermanos no gemelos.

Para diferenciar aún más los efectos ambientales y genéticos Heston estudió unos pacientes en Estados Unidos y Rosenthal otros pacientes en Dinamarca. En ambos grupos de estudios, la tasa de la esquizofrenia fue mayor entre los familiares biológicos de los niños adoptados que tenían esquizofrenia que entre los niños adoptados que fueron normales. La diferencia en la tasa estaba cerca del 10% -15%, el mismo que el observado anteriormente por Kallman.

Este patrón familiar de la esquizofrenia es más dramático en el análisis de los datos de Dinamarca. Gottesman examinó datos de 40 pacientes daneses con esquizofrenia, identificando todos los parientes con esquizofrenia que disponían de un buen árbol genealógico. Ordenó los familiares en términos del porcentaje de genes compartidos con el paciente esquizofrénico. Encontró una mayor incidencia de esquizofrenia entre los parientes de primer orden, que comparten el 50% de los genes del paciente, incluyendo a los hermanos, padres y niños, que entre los de segundo orden, quienes comparten el 25% de los genes del paciente, incluyendo tías, tíos, sobrinas, sobrinos y nietos. Incluso los parientes de tercer grado, que comparten sólo 12,5% de los genes del paciente, tenían una mayor incidencia de esquizofrenia que el 1%  de la población en general. Estos datos sugieren una clara contribución genética  de la esquizofrenia.

Si la esquizofrenia fuera causada exclusivamente por alteraciones genéticas, la tasa de concordancia para los gemelos monocigóticos sería casi del 100%. El hecho de que la tasa es del 45% indica claramente que los factores genéticos no son la única causa. Una causalidad múltiple es evidente a partir de estudios de la transmisión genética de la enfermedad. Generalmente los estudios genéticos de rutina de las familias son suficientes para determinar si una enfermedad se transmite por herencia autosómica dominante o recesiva, pero se ha demostrado que este no es el modo de transmisión de la esquizofrenia. La explicación más probable es que se trata de una enfermedad multigénica que implica variaciones alélicas en quizás hasta 10-15 de los loci en la población de todo el mundo, y que tal vez es necesaria la combinacion de tres a cinco loci para causar la enfermedad en un individuo. Por otra parte, estos genes pueden variar en el grado de penetrancia.

En una población natural, cualquier gen en cualquier locus existirá en un número de diferentes formas conexas llamadas alelos. La penetrancia de un alelo depende de la interacción entre el alelo y el resto del genoma, así como de los factores ambientales. Uno gemelo puede heredar un conjunto de genes que programen un buen crecimiento, pero sin una buena nutrición, el gemelo nunca podrá crecer satisfactoriamente. Del mismo modo, no todas las personas con el gen dominante anormal de la enfermedad de Huntington tendrán en toda regla los trastornos cognitivos y de movimiento. Algunos pueden tener una  forma más moderada de la enfermedad.

Al igual que en otras enfermedades poligénicas, como la diabetes y la hipertensión, la mayoría de las formas de esquizofrenia se cree que requieren, no sólo la acumulación de varios defectos genéticos, sino también las acciones de los factores de desarrollo y medio ambiente. Para entender la esquizofrenia es esencial aprender como varios genes se combinan para predisponer a un individuo a una enfermedad y determinar cómo el medio ambiente influye en la expresión de estos genes.
El hecho de que muchos genes están involucrados no significa, sin embargo, que en algunos casos los genes individuales no son esenciales para la expresión de un comportamiento. La importancia de los genes específicos para el comportamiento puede ser demostrado en animales simples, tales como la mosca de la fruta o los ratones, en los cuales la mutación de un solo gen puede ser más fácil de estudiar. Las mutaciones de un solo gen en la mosca Drosophila o en ratones puede producir anormalidades en una variedad de comportamientos, incluyendo la conducta aprendida, así como el comportamiento innato como el cortejo y la locomoción.

Referencias:

Eric R. Kandel, M.D. A New Intellectual Framework for Psychiatry Am J Psychiatry 155:4, April 1998

Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM (eds): Principles of Neural Science, 3rd ed. East Norwalk, Conn, Appleton & Lange, 1991

Kallmann FJ: The Genetics of Schizophrenia. New York, Augustin, 1938

Heston LL: The genetics of schizophrenic and schizoid disease.

Science 1970; 167:249–256

Rosenthal D, Wender PH, Kety SS, Welner J, Schulsinger F: The adopted-away offspring of schizophrenics. Am J Psychiatry

1971; 128:307–311

Gottesman II: Schizophrenia Genesis: The Origins of Madness. New York, WH Freeman, 1991