ينشأ المظهر الشاحب للمادة البيضاء المقطوعة حديثًا من الميالين الذي يغلف محاورها العصبية. تتكون المادة البيضاء بشكل أساسي من ألياف ميالينية طويلة المدى تربط مناطق قشرية مختلفة، وتربط القشرة بالنوى العميقة والحبل الشوكي، وتربط بين نصفي الكرة المخية.

تشمل المسارات الرئيسية الجسم الثفني، والمحفظة الداخلية، والعديد من مسارات الربط التي تمتد داخل كل نصف كرة دماغية. ولأن الميالين يُمكّن من التوصيل السريع، فإن سلامة المادة البيضاء ضرورية للتنسيق الدقيق للشبكات العصبية الموزعة. يسمح التصوير بالرنين المغناطيسي الانتشارية الآن بتصوير هذه المسارات وقياسها كميًا في الدماغ الحي.

تُسبب الأمراض التي تُهاجم المادة البيضاء بشكلٍ رئيسي - كالتصلب المتعدد، واعتلالات المادة البيضاء، وأمراض الأوعية الدموية الصغيرة - قصورًا يعكس انقطاع الاتصال بين المناطق التي تربطها المسارات العصبية عادةً. كما تُساهم التغيرات المرتبطة بالعمر في المادة البيضاء في تباطؤ الوظائف الإدراكية. وقد أصبح فهم تنظيم المادة البيضاء بنفس أهمية رسم خرائط مناطق القشرة الدماغية لتفسير كلٍ من الوظائف الطبيعية والأعراض العصبية.

يمكن أن يؤدي حدوث آفة في مسار حيوي إلى تعطيل وظيفة ما حتى عندما تظل المناطق القشرية نفسها سليمة.