Sinh học và xu hướng tính dục
Các nghiên cứu khoa học > Các nghiên cứu về cấu trúc bộ não > Nhân lưỡng hình giới tính (SDN) ở vùng dưới đồi trước

LeVay cũng đã thực hiện một số nghiên cứu ban đầu này. Ông đã nghiên cứu bốn nhóm tế bào thần kinh ở vùng dưới đồi được gọi là INAH1, INAH2, INAH3 và INAH4. Đây là một vùng của não phù hợp để nghiên cứu, vì bằng chứng cho thấy nó đóng một vai trò trong việc điều chỉnh hành vi tình dục ở động vật, và vì INAH2 và INAH3 trước đây đã được cho là khác nhau về kích thước giữa nam và nữ.
Ông đã lấy não của 41 bệnh nhân đã qua đời tại bệnh viện. Các đối tượng được phân thành ba nhóm. Nhóm đầu tiên bao gồm 19 người đồng tính nam đã chết vì bệnh liên quan đến AIDS. Nhóm thứ hai bao gồm 16 người đàn ông không rõ xu hướng tình dục, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng họ là người dị tính. Sáu trong số những người đàn ông này đã chết vì bệnh liên quan đến AIDS. Nhóm thứ ba gồm sáu phụ nữ mà các nhà nghiên cứu cho là dị tính. Một trong những phụ nữ này đã chết vì bệnh liên quan đến AIDS.
Những người dương tính với HIV trong nhóm bệnh nhân được cho là dị tính đều được xác định từ hồ sơ y tế là những người lạm dụng ma túy qua đường tĩnh mạch hoặc những người được truyền máu. Hai trong số những người đàn ông được xác định là dị tính đặc biệt phủ nhận từng tham gia vào một hành vi tình dục đồng giới. Hồ sơ của các đối tượng dị tính còn lại không có thông tin về xu hướng tính dục của họ; họ được cho là chủ yếu hoặc hoàn toàn là dị tính "trên cơ sở ưu thế về số lượng đàn ông dị tính trong dân số".
LeVay không tìm thấy bằng chứng về sự khác biệt giữa các nhóm về kích thước INAH1, INAH2 hoặc INAH4. Tuy nhiên, nhóm INAH3 dường như ở nhóm nam dị tính lớn gấp đôi so với nhóm nam đồng tính; sự khác biệt này rất có ý nghĩa và càng có ý nghĩa khi chỉ có sáu bệnh nhân AIDS được đưa vào nhóm dị tính. Kích thước của INAH3 trong não của nam giới đồng tính tương đương với kích thước của INAH3 trong não của phụ nữ dị tính.[cần dẫn nguồn]
William Byne và các đồng nghiệp đã cố gắng xác định sự khác biệt về kích thước được báo cáo trong INAH 1–4 bằng cách lặp lại thí nghiệm sử dụng mẫu não từ các đối tượng khác: 14 nam đồng tính dương tính với HIV, 34 nam được cho là dị tính (10 dương tính với HIV) và 34 nữ được cho là dị tính (9 người dương tính với HIV). Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy sự khác biệt đáng kể về kích thước INAH3 giữa nam giới dị tính và nữ giới dị tính. Kích thước INAH3 của nam giới đồng tính dường như nhỏ hơn so với nam giới dị tính và lớn hơn so với phụ nữ dị tính, mặc dù không có sự khác biệt nào đủ quan trọng để được thống kê.
Byne và các đồng nghiệp cũng cân và đếm số lượng tế bào thần kinh trong các thí nghiệm INAH3 không do LeVay thực hiện. Kết quả đối với trọng lượng INAH3 tương tự như đối với kích thước INAH3; nghĩa là, trọng lượng INAH3 đối với não nam dị tính lớn hơn đáng kể so với não nữ dị tính, trong khi kết quả ở nhóm nam đồng tính là ở giữa hai nhóm còn lại nhưng cũng không có khác biệt đáng kể. Số lượng tế bào thần kinh cũng cho thấy sự khác biệt giữa nam và nữ ở INAH3, nhưng không tìm thấy khuynh hướng nào liên quan đến xu hướng tình dục.
LeVay nói rằng Byne đã tái tạo lại nghiên cứu của ông, nhưng Byne đã sử dụng một phân tích thống kê hai mặt, thường được dùng khi không có tài liệu tìm kiếm nào trước đó sử dụng sự khác biệt. LeVay đã nói rằng "do nghiên cứu của tôi đã chỉ ra rằng INAH3 nhỏ hơn ở nam giới đồng tính, nên cách tiếp cận một phía sẽ phù hợp hơn và nó sẽ mang lại sự khác biệt đáng kể [giữa nam giới dị tính và đồng tính luyến ái]".
J. Michael Bailey đã chỉ trích các ý kiến phản đối của LeVay - tuyên bố rằng sự khác biệt INAH-3 có thể được quy cho là làm bệnh AIDS "trầm trọng hơn", vì "INAH-3 không khác biệt giữa não của những người đàn ông thẳng chết vì AIDS và những người không mắc bệnh này".  Bailey chỉ trích thêm ý kiến ​​phản đối thứ hai, rằng đồng tính luyến ái bằng cách nào đó có thể gây ra sự khác biệt trong INAH-3, và không ngược lại, nói rằng "Vấn đề với quan điểm ​​này là vùng dưới đồi có vẻ phát triển sớm. Không ai trong số các chuyên gia tôi đã từng hỏi về nghiên cứu của LeVay cho rằng việc hành vi tính dục gây ra sự khác biệt INAH-3 là hợp lý".
SCN của nam giới đồng tính được chứng minh là lớn hơn (cả khối lượng và số lượng tế bào thần kinh đối với nam giới dị tính). Những khu vực này của vùng dưới đồi vẫn chưa được nghiên cứu ở phụ nữ đồng tính, nam giới lưỡng tính cũng như phụ nữ dị tính. Mặc dù ý nghĩa chức năng của những phát hiện như vậy vẫn chưa được xem xét chi tiết, nhưng họ đã đặt ra những hoài nghi nghiêm túc về giả thuyết Dörner, được chấp nhận rộng rãi rằng những người đàn ông đồng tính có "vùng dưới đồi của nữ" và rằng cơ chế chính để phân biệt "não của nam giới so với bộ não nguyên gốc của phụ nữ "là tác động biểu sinh của testosterone trong quá trình phát triển trước khi sinh.
Một nghiên cứu năm 2010 của Garcia-Falgueras và Swaab đã tuyên bố rằng "não của thai nhi phát triển trong giai đoạn còn trong tử cung theo hướng nam thông qua tác động trực tiếp của testosterone lên các tế bào thần kinh đang phát triển hoặc theo hướng nữ do không có sự gia tăng hormone này. Theo giả thuyết này, bản dạng giới của chúng ta (sự tự nhận định thuộc về giới nam hoặc nữ) và xu hướng tình dục được lập trình hoặc tổ chức trong cấu trúc não của chúng ta khi chúng ta còn trong bụng mẹ. Không có dấu hiệu nào cho thấy môi trường xã hội sau khi sinh ra có ảnh hưởng đến bản dạng giới hoặc xu hướng tình dục".