Im zentralen Nervensystem wird die Myelinscheide von Oligodendrozyten gebildet. Ein einzelner Oligodendrozyt kann Fortsätze zu Dutzenden benachbarter Axone ausbilden und jedes einzelne mit einem Segment kompakten Myelins umhüllen, wodurch die Ranvier-Schnürringe für die saltatorische Erregungsleitung frei bleiben.

Die Myelinisierung beginnt während der Entwicklung und setzt sich beim Menschen über Jahre fort, insbesondere in den Assoziationsbahnen. Oligodendrozyten versorgen die von ihnen umhüllten Axone zudem mit Stoffwechselenergie. Werden sie geschädigt, wie beispielsweise bei Multipler Sklerose oder einem Schlaganfall der weißen Substanz, verlangsamt sich die Erregungsleitung oder fällt ganz aus, und die Axone selbst können degenerieren.

Vorläuferzellen persistieren im erwachsenen Gehirn und können neue Oligodendrozyten bilden, wodurch sie eine begrenzte Reparaturkapazität besitzen. Die Erforschung der Signale, die die Oligodendrozyten-Differenzierung und die Myelinisierung steuern, zielt darauf ab, die Remyelinisierung bei demyelinisierenden Erkrankungen zu verbessern. Die enge physikalische und metabolische Beziehung zwischen Oligodendrozyten und Axonen macht diese Zellen zu essenziellen Partnern in der neuronalen Fernkommunikation.

Ohne Oligodendrozyten wäre die schnelle und energieeffiziente Signalübertragung im Wirbeltiergehirn unmöglich.