大脑在胚胎时期包括三个主要部分：前脑、中脑和后脑。在脊椎动物的进化过程中，前脑是进化最多的部分，在灵长目和其它较高等的哺乳动物中发展得非常复杂，在人脑中当然更是如此。发达的前脑对人类性行为的影响有：（1）在各种跟性有关的情况下得到心理刺激的能力增强了。（2）条件反射的能力增强了。（3）发展抑制机制的能力增强了，并影响了脊柱和人对性行为的自律控制。许多人把这种复杂的机能称作“对性本能的智力控制”。
哺乳动物的脑部是从胚胎期的前脑发展而来的。性功能和情感功能都是由大脑的某部分控制的，包括前叶、后叶、顶叶和颞叶。这四个区域构成了人类的大脑。
虽然脑前叶在大脑中占据了很大空间，但是它的确切功能仍然是个谜。据报告，脑前叶在事故中或手术中受伤时，有时不会产生任何影响，有时会产生各种各样甚至自相矛盾的影响。脑前叶对性功能的影响也是如此。早些年有报告说对脑前叶动手术会渐弱个体的“性动力”，有些乐观的临床医生因此认为通过手术可以改变一个人的性行为模式。有些人认为这种手术是可行的。他们希望能控制他们认为不好的性活动。有些临床医生宣扬这样一种观点：通过手术可以将同性恋改变成异性恋，可以使暴露癖的人失去暴露的冲动，还可以使性反应强烈的人变得温和或者没有性反应。然而，我们发现过有些人因为脑前叶的手术反而克服了性焦虑和性压抑，而且性反应得到了加强。
我们有机会对95名动过脑前叶手术的病人进行了广泛调查。我们保留了这些病人手术前的性历史，记录了他们在手术前一段时间的性活动，也搜集了一些病人在手术后（平均3。7年后）的性活动记录。调查的结论是：样本中的女性在手术前后性激发的强度、引起性激发的事物数量、某种特定性活动的频率和总体性发泄频率等数据都没有什么大的改变。手术前后搜集数据的时间平均间隔七年。
另一方面，在动过脑前叶手术的男性中，这七年内对各种刺激的反应频率和明显性活动的频率都有所降低；但是这种反应程度和频率的降低跟没有动过手术的男性个体在这七年之间的变化相比并没有什么明显不同。换句话说，动过手术的男性这些活动的减少可能只是年龄的产物，而不是手术的直接后果。在女性的反应程度和频率上没有减少是因为女性跟男性不同，不会在进行实验的这几年产生老化现象。
上述这些报告进一步说明，脑前叶和我们调查过的人类性行为的各个方面并没有什么明显的联系。但无疑脑前叶这样的重大手术对个体是有影响的。在刚动完手术的这段时期个体的性反应和性行为可能会有较大变化。很多关于脑垂体影响的临床报告实际上就是这种关于短期现象的报告。但是在我们调查过的这些动过手术的病人中，这些影响在六个月左右的时间内就会消失；心理测验、心理检查和其它种种测试也表明，手术不会对个体造成什么永久性的影响。有些研究机构认为被调查人群中表现出重要的紧张情绪的缓解，但是这并不为许多其他研究者所认同，也不符合我们关于样本中人群性行为的数据。我们的样本和其它研究的样本都不够大，不足以就病人的性行为得出确切的数据。
在后叶、顶叶和颞叶的功能和性行为之间同样也没有什么明显的联系。有一项研究声称对颞叶的手术可以导致个体情感反应的渐弱，但可以刺激个体的性反应。但是没有任何其他调查者已发表的材料来证实这一点。
然而，如果把大脑看成一个整体，它对哺乳动物性行为的影响是巨大的。记忆、学习的各个方面、运动神经控制的各个方面以及其它行为功能都会因为大脑的不同部分遭到破坏或动手术而受到影响，这同样会明显影响到动物的性功能。
在过去三十年中，有过大约十二次不同的调查，研究六种不同的哺乳动物（鼠、猫、狗、猴、兔、豚鼠）。这些调查中曾经对动物的大脑皮层动了手术，并观察了这些手术对动物性行为的影响。
任何对大脑皮层的破坏都会严重影响动物的协调性，因此也会在身体方面影响动物的性能力。而且，大脑皮层的破坏会减弱动物对心理刺激的反应能力。影响的程度跟大脑皮层被破坏的程度一般是成比例的。在不同动物中，影响的程度是有差异的。总的来说，大脑皮层的破坏会影响动物认识性对象的能力，也会渐弱动物追逐性伴侣的攻击性。既然性关系在很大程度上要取决于雄性的攻击力，大脑皮层的破坏就会大大影响雄性作为性伴侣的能力。尽管雌性动物的大脑皮层被破坏也会影响其攻击性，这样它就不再想跟其它动物交配了，但是如果处于发情期，它还是可以跟没有被阉割的雄性完成成功的性交媾。
在少数例子中，人类男性的大脑皮层被破坏同样会造成对心理刺激反应能力的减弱。他们不再会从以往的性经历中感到性激发，也很难理解为什么以往的性经历曾经是刺激并能带来满足感，尽管他们在理性上可以保留一些印象，对以前性经历的回忆是愉快的。他们在讨论性活动的过程中、在看到可能的性伴侣时、在看到其它跟性有关的物品时，也不再受到性激发。他们也不会想要重温性经历。但是，如果男性还保留着腰骶部的神经中枢就仍然可以对直接的触觉刺激作出反应，并且能够勃起、性交，甚至达到性高潮。我们有一个人类女性同样因为大脑皮层受伤而性生理反应减退的例子。但是很遗憾，只有很少大脑皮层受过伤的个体为我们提供性历史。
尽管大脑皮层和性行为之间的关系方面的数据是很有限的，仍然足以表明大脑皮层这部分神经系统可以引起心理方面的性刺激。既然我们提到过，在女性和男性对心理刺激的反应上有着很大差异，因此可以相信这种两性性方面最显著的差异可能是由大脑皮层的区别造成的。但这种大脑皮层差异的性质我们并不清楚。有少数人进行过女性和男性大脑皮层生物化学差异的研究。这种研究是重要并且必要的，但是我们还需要进一步的调查来作出更确切的结论。
既然女性和男性对以往性经历的条件反射能力有差异，我们也许可以认为在对其它非性方面的经历，两性的条件反射能力也是不同的。关于这一点我们还没有什么信息。
我们可以用脊柱机制和自主神经机制方面男女的相似性来解释两性在对触觉刺激反应的相似性。我们尽管可以相信男女两性在对心理刺激反应上的差异取决于大脑皮层，但是，还有一个重要的性反应特征没有解释。这就是性反应中包括了可以在其它情感反应中找到的很多因素，尽管在其它任何情感反应中都没有这些因素的类似组合。仍然很难理解为什么有时候触摸一个动物会使它产生性反应，而另外的时候触摸同一个动物却会使其愤怒或恐惧。
我们应该假定在这一连串的反应背后有一个引发机制，有一个主控制板可以控制所有这些单独的因素，而在性反应时使它们同时出现。也许这样一个引发机制并不一定存在，但是这种可能性使我们有理由去寻找在性征候群中的中心控制机制。
主控制板的概念是因实验室研究的启发而产生的，这些研究表明，对下丘脑——大脑下面的一个小体积器官——的破坏，会大大改变动物被激发愤怒、恐惧和其它情绪的能力。这好像是通过对自主神经系统施加某种控制而造成的。但是，对大脑的这部分做过最广泛研究的人表示没有找到任何证据来证实或者推翻下丘脑控制性反应的说法。这一推断是二十年前作出的，而现在我们对于这一问题仍然处于同样无知的状态。
我们在理解性反应的解剖学原理和生理学原理方面取得了很大进步。在数十名学者对人类和其它哺乳动物性行为进行了三十年研究后，我们已经能够确定一些可以用来解释女性和男性之间性反应相似性的内在机理，也确定了可能和男性和女性心理刺激反应差异有关的大脑部位。已经有了这么多成果，解剖学家、神经生理学家、研究哺乳动物性行为的实验学者等应该可以确定我们下一步要深入研究的领域。
