中枢神経系では、ミエリン鞘はオリゴデンドロサイトによって生成される。1つのオリゴデンドロサイトは、数十本の近傍の軸索に突起を伸ばし、それぞれの軸索を緻密なミエリン鞘で包み込むことで、ランヴィエ絞輪を露出させ、跳躍伝導を可能にする。

ミエリン形成は発生期に始まり、ヒトでは特に連合線維路において長年にわたって継続する。オリゴデンドロサイトは、自身が覆う軸索に代謝的なサポートも提供する。多発性硬化症や白質脳卒中のようにオリゴデンドロサイトが損傷を受けると、伝導速度が低下したり、伝導が途絶えたり、軸索自体が変性することもある。

前駆細胞は成体脳内に残存し、新たなオリゴデンドロサイトを生成することで、限られた範囲ではあるものの修復能力を発揮する。オリゴデンドロサイトの分化とミエリン鞘形成を制御するシグナルの研究は、脱髄疾患における再ミエリン化を促進することを目的としている。オリゴデンドロサイトと軸索の密接な物理的および代謝的関係は、これらの細胞を長距離神経伝達における不可欠なパートナーたらしめている。

オリゴデンドロサイトがなければ、脊椎動物の脳における迅速かつエネルギー効率の良い信号伝達は不可能だろう。