Разница внутриутробного развития мужского и женского мозга закладывается в период пренатального онтогенеза под влиянием генетических факторов и половых гормонов (Swaab, 2004).

Особую роль в первичной генетической дифференцировке мужского мозга играет ген SRY (sex-determining region Y), расположенный на Y-хромозоме, белковый продукт которого экспрессируется непосредственно в клетках нервной ткани развивающегося мозга (Lau et al., 1994; Miller & Arnold, 2014). Этот белок проникает в ядра нейронов и глиальных клеток эмбриональных структур, где функционирует как транскрипционный фактор и эпигенетический регулятор, напрямую влияя на синтез нейромедиаторов (Mayer et al., 1998; Dewing et al., 2006). В частности, он активирует экспрессию гена моноаминоксидазы A (MAOA) и влияет на тирозингидроксилазу, определяя различия в дофаминергической и серотонинергической системах еще до значимой активности гонад (Vihita et al., 2012; McCarthy & Arnold, 2011).

У плодов мужского пола в периоды внутриутробного развития яички начинают вырабатывать тестостерон (Finegan et al., 1989), который проникает в ткани мозга и под воздействием фермента ароматазы превращается в эстрадиол (Swaab, 2008).

Действие этих гормонов заключается в прямом влиянии на клеточные процессы, включая регуляцию апоптоза или запрограммированной гибели нейронов, подавляя гибель клеток в одних зонах и стимулируя ее в других (McCarthy, 2008).

Тестостерон и эстрогены также модулируют нейрогенез, миграцию нейронов, формирование дендритных шипиков и экспрессию нейротрофинов, что определяет разницу в синаптической плотности и архитектуре нейронных сетей в гипоталамусе и лимбической системе (Bakker et al., 2006; Swaab, 2008).

У плодов женского пола уровень тестостерона значительно ниже, а циркулирующие эстрогены связываются белком альфа-фетопротеином, что защищает развивающийся мозг от избыточного эстрогенного воздействия и позволяет нейронам формировать иные паттерны синаптических контактов, ориентированные на циклические эндокринные регуляции (Bakker et al., 2006; Swaab, 2004).

Помимо этого, экспрессия генов на половых хромосомах Х и Y стимулирует синтез белков, влияющих на скорость деления предшественников независимо от гормонального фона (Arnold, 2004; Reinius & Jazin, 2009). В совокупности эти клеточные, молекулярные и генетические механизмы приводят к формированию анатомических и функциональных различий, таких как больший объем преоптической области гипоталамуса и миндалевидного тела у мальчиков по сравнению с девочками, а также различия в количестве вазопрессин- и окситоцин-синтезирующих нейронов (Swaab, 2004; Ruigrok et al., 2014), хотя общие принципы анатомического строения и базовые когнитивные функции мозга у обоих полов остаются принципиально схожими (Eliot et al., 2021).