Perkembangan otak bergantung pada hubungan timbal-balik yang kompleks antara gen-gen dan lingkungan. Tak ada lagi perdebatan mengenai apakah pembelajaran kita lebih bergantung pada sifat dasar kita (nature) ataukah pengasuhan(nurture). Jelaslah dari penelitian bahwa alam mengembangkan dasar bagi suatu sistem sirkuit otak yang kompleks. Namun, bagaimana sirkuit itu dihubungkan bergantung pada kekuatan-kekuatan eksternal seperti gizi, lingkungan dan rangsangan. 
  

Pengalaman-pengalaman awal berperan besar pada struktur dan kapasitas otak. Kualitas, kuantitas, dan konsistensi rangsangan akan sangat menentukan jumlah sinapsis otak yang terbentuk dan bagaimana sambungan-sambungan itu berfungsi. Hal ini berlaku baik bagi perkembangan kognitif maupun emosional, dan efeknya terasa seumur hidup. 
  

Interaksi-interaksi awal, bagaimana kita memahami suatu hal dan memberikan tanggapan, mempengaruhi bagaimana otak dihubungkan secara langsung. Anak-anak belajar dalam konteks hubungan-hubungan penting. Sambungan-sambungan sel otak terbentuk ketika anak yang sedang tumbuh memperoleh pengalaman dari lingkungan sekitarnya dan membangun ikatan dengan orang tua, anggota keluarga, dan pengasuh. Pengasuhan yang hangat dan reponsif tampaknya memiliki fungsi biologis yang mprotektif, membantu anak mengatasi stres sehari-hari, dan mempersiapkan anak menghadapi efek buruk dari stres sehari-hari, dan traum di kemudian hari. Pengasuhan yang tak responsif tidak adanya pengasuhan, penyalahgunaan obat, dan trauma dapat memberikan efek buru bagi kondisi emosional anak. 
  

Perkembangan otak tidaklah linear. Pembelajaran berlanjut sepanjang siklus hidup. Namun, ada jendela-jendela kesempatan saat otak amat efisien untuk tipe-tipe pembelajaran tertentu. Masa-masa kritis tertentu bersifat kondusif terhadap keahlian-keahlian spesifik yang sedang berkembang.