Det bleke utseendet til nyskåret hvit substans kommer fra myelinet som omslutter aksonene. Hvit substans består hovedsakelig av langtrekkende myeliniserte fibre som forbinder forskjellige kortikale områder, knytter cortex til dype kjerner og ryggmargen, og forbinder de to hemisfærene.

Viktige områder inkluderer corpus callosum, den indre kapselen og de mange assosiasjonsveiene som går innenfor hver hjernehalvdel. Fordi myelin muliggjør rask ledning, er integriteten til hvit substans avgjørende for rettidig koordinering av distribuerte nevrale nettverk. Diffusjons-MR gjør det nå mulig å visualisere og kvantifisere disse områdene i den levende hjernen.

Sykdommer som fortrinnsvis angriper hvit substans – multippel sklerose, leukodystrofier, karsykdom i små kar – produserer underskudd som gjenspeiler frakobling av områdene som normalt forbinder kanalene. Aldersrelaterte endringer i hvit substans bidrar også til kognitiv nedgang. Å forstå organiseringen av hvit substans har blitt like viktig som å kartlegge kortikale områder for å forklare både normal funksjon og nevrologiske symptomer.

En lesjon i en kritisk trakt kan forstyrre en funksjon selv når de kortikale områdene i seg selv forblir intakte.