Testosteronun sinir sistemindeki rolü, cinsiyetler üzerindeki değişen etkileri de dahil olmak üzere, kadınlık hormonu rolünde bir muadili vardır. Yetişkin kadın beyninde, örneğin, doğal miktarda estradiol ince motor kontrolünü kolaylaştırır ve reaksiyon sürelerini ve dengesini iyileştirir. Bunu beyincik üzerinde hareket ederek ve kısmen diğer beyin bölgelerindeki dopamin aktivitesini düzenleyerek yaparlar. Ancak, çelişkili bir şekilde, yüksek dozda estradiol aslında dopamin sistemini inhibe eder. Doğum kontrol haplarının ilk günlerinde, yüksek dozda östrojen kontraseptif olarak kullanıldığında, dopamin eylemini engelleyerek bozukluğu olan kadınlarda Parkinson hastalığının semptomlarını şiddetlendirdi. (Parkinson hareketleri kontrol etmede dopamin fonksiyon kaybı içeren bir rahatsızlıktır.) Ancak daha sonra, kontraseptiflerdeki östrojen seviyeleri büyük ölçüde azaldığında, normal östrojen seviyelerinin dopamin sisteminin işleyişine yardımcı olduğu, inhibe olmadığı ortaya çıktı.
Bilim adamları ayrıca gelişmekte olan beynin erkeksi özelliklerinin önemli ölçüde estradiol’e bağlı olduğunu biliyorlar. Erkek beyni testosteronı hem erken yaşamda hem de yetişkinlikte estradiol’e dönüştürebilir. Gelişmekte olan beyinde, testosterondan elde edilen estradiol, nörotransmitterlerdeki cinsiyetler ve hipotalamus tarafından salınan hormonlar ile reseptörleri arasında belirgin farklılıklara yol açar. Örneğin, hipotalamus prolaktin hormonunun üretimini tetiklemek için hipofiz bezine dopamin salgılar. Bu hormon emziren annelerde sütün salınımını uyarır ve emzirmenin anne ve çocuk üzerindeki sakinleştirme etkilerine katkıda bulunabilir. Erkekler de bazı prolaktin üretir ve sıçanlarda yapılan çalışmalar, hormon enjeksiyonlarının anksiyeteyi hafifletebileceğini göstermektedir. Yorgun annelerin hayal kırıklığından çok, prolaktin erkeklerde emzirme yetenekleri ile sonuçlanmaz. Estradiol ayrıca fetal ve yenidoğan beynindeki nöronları besleyen, hücre sağkalımını ve göçünü etkileyen ve nöronların sinaps olarak bilinen bağlantı noktalarını oluşturmasına yardımcı olan güçlü bir büyüme faktörüdür. Yetişkin beyninde östrojen, nörogenez adı verilen bir süreç olan yeni nöronların doğumını teşvik eder ve inme, kalp hastalığı ve Alzheimer hastalığının yıkıcı etkilerine karşı korur. Bununla birlikte, estradiol ayrıca üreme organlarında kanserli büyümeyi teşvik edebilir ve inme riskini artırabilir. Faydaları en üst düzeye çıkarmak ve riskleri en aza indirmek için estradiol sunmanın en güvenli dozları ve araçları hakkında hala öğrenmemiz gereken çok şey var.
Ama burada yine seks hormonları söz konusu olan tek kimyasal oyuncular değil. Gelişmekte olan sıçan beyninde, estradiol erkek tipi davranışlar üretmek için prostaglandinlerden biri aracılığıyla çalışır. (Prostaglandinler, iltihaplanma ve ağrı duyarlılığındaki rolleriyle daha iyi bilinen hormon benzeri maddelerdir.) Esasen, bu prostaglandin normalde beyne “erkek ol” demek için testosteronla çalışır. Maryland Üniversitesi’nden Stuart Amateau, M.D., Ph.D. ve Margaret McCarthy yenidoğan erkek fareleri düşük dozda indometasin (prostaglandin bloker) ile tedavi ettiklerinde, hayvanların beyinleri yetişkin olarak testosterona yanıt veremedi ve çiftleşme davranışını ciddi şekilde bozdu. Ayrıca, kadınlarda prostaglandin seviyelerinin artırılmasının tam bir erkek tipi davranış yelpazesine neden olduğunu buldular (boşalma dışında). Amateau ve McCarthy’nin araştırması prostaglandinler ve cinsel farklılaşma arasında bir bağlantı olduğunu öne sürse de, araştırmacılar sonuçlarının insanlarda geçerli olmayabileceği konusunda uyarıyorlar.
Gelişmekte olan beynin hormonlara bağlı olarak nasıl farklılaşmasındaki birçok etkinin bir başka örneği Mart 2005’te geldi. Virginia Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Emilie Rissman ve İsveç Karolinska Enstitüsü’ndeki meslektaşları, daha az anlaşılan östrojen reseptörlerinden biri olan ER beta olmadan yetiştirilen erkek farelerin normal erkekler gibi davranarak büyüdüğünü buldu. Bununla birlikte, aynı fareler, östrojen enjeksiyonları verildiğinde, çiftleşmeye hazır olduğunu gösteren bir kadın duruşu olan lordoz gibi kadın tipi davranışlarla yanıt verdi.