Aspectul palid al substanței albe proaspăt secționate provine de la mielina care îi învelește axonii. Substanța albă constă în principal din fibre mielinizate cu rază lungă de acțiune care conectează diferite zone corticale, leagă cortexul de nucleii profunzi și de măduva spinării și interconectează cele două emisfere.

Tracturile neuronale majore includ corpul calos, capsula internă și numeroasele căi de asociere care se desfășoară în fiecare emisferă. Deoarece mielina permite conducerea rapidă, integritatea substanței albe este esențială pentru coordonarea în timp util a rețelelor neuronale distribuite. RMN-ul de difuzie permite acum vizualizarea și cuantificarea acestor tracturi în creierul viu.

Bolile care atacă preferențial substanța albă - scleroza multiplă, leucodistrofiile, bolile vasculare ale vaselor mici - produc deficite care reflectă deconectarea regiunilor pe care tracturile le leagă în mod normal. Modificările legate de vârstă ale substanței albe contribuie, de asemenea, la încetinirea cognitivă. Înțelegerea organizării substanței albe a devenit la fel de importantă ca și cartografierea zonelor corticale pentru explicarea atât a funcției normale, cât și a simptomelor neurologice.

O leziune într-un tract critic poate perturba o funcție chiar și atunci când zonele corticale rămân intacte.