Parece que las diferencias de género en el hipotálamo se deben a la diferenciación del tejido cerebral en el curso del desarrollo fetal, de modo parecido a lo que ocurre en el caso de los órganos reproductores.

Recordemos que la secuencia de desarrollo normal consiste en que los cromosomas sexuales dirigen la diferenciación del tejido gonadal en ovarios o testículos. Después, las gónadas secretan las hormonas correspondientes al género, que provocan la diferenciación del sistema reproductor. Las hormonas gonadales del feto causan también la diferenciación del hipotálamo adecuada al género.

Por tanto, básicamente, la diferenciación cerebral del feto es un proceso parecido al existente en el sistema reproductor. Los primeros investigadores creían que, en principio, el embrión carecía de diferenciación con respecto al género y, en consecuencia, los humanos eran intrínsecamente bisexuales. En la actualidad, parece más exacto decir que la tendencia primaria de la naturaleza consiste en crear una hembra. Es decir, si no intervienen fuerzas adicionales, se produce el desarrollo femenino. La variable crítica es la presencia o ausencia de testosterona. Si está presente, se desarrollan las características del varón; si no lo está, lo hacen las de la hembra. Por tanto, parece que, desde el punto de vista biológico, ¡la mujer es la norma! El varón es una variante que se produce mediante la adición de testosterona.

Parece que uno de los efectos organizadores más importantes de las hormonas sexuales prenatales es la determinación de la sensibilidad a los estrógenos de ciertas células del hipotálamo. Una vez más, el elemento crítico es la presencia o ausencia de testosterona. Si está presente durante el desarrollo fetal, ciertas células receptoras especializadas del hipotálamo se insensibilizan a los estrógenos; si no está presente, estas células son muy sensibles a los niveles de estrógenos en sangre. Esto es importante por el bucle regulador de retroalimentación hipotálamo-pituitaria-gónadas. En este proceso, el hipotálamo regula el funcionamiento de la pituitaria que, a su vez, controla la liberación de hormonas gonadales. El hipotálamo responde al nivel de hormonas gonadales en sangre. Las células hipotalámicas del varón son relativamente insensibles a los niveles de estrógenos, mientras que las de la mujer son muy sensibles a ellos. También sabemos que los estrógenos (así como la progesterona) hacen descender el umbral de excitabilidad del sistema nervioso central (SNC) de los adultos. En consecuencia, el efecto de sensibilidad a los estrógenos incrementa más la excitabilidad del SNC en la mujer que en el varón. El efecto de sensibilidad a los estrógenos es el resultado del efecto organizador de las hormonas. Éstas administradas en la edad adulta activan de forma diferenciada los sistemas nerviosos masculino y femenino, dependiendo de la determinación prenatal (efectos organizadores) de la sensibilidad a los estrógenos.

¿Cuáles son las consecuencias observables de estas diferencias de género en el hipotálamo? Una es la determinación de la pauta, cíclica o acíclica, de la liberación de hormonas de la pituitaria. El hipotálamo dirige la secreción hormonal de la pituitaria. Parece que un hipotálamo que haya sufrido la diferenciación femenina dirigirá la liberación de hormonas de la pituitaria de forma cíclica, provocando el ciclo menstrual, mientras que el hipotálamo masculino dirige una producción relativamente constante de hormonas de la pituitaria.

Las diferencias de género en el hipotálamo pueden tener también consecuencias en la conducta, aunque no están bien documentadas en los humanos. Como dijimos antes, la organización del hipotálamo en sentido masculino o femenino puede influir en las conductas sexuales y agresivas.