В центральной нервной системе миелиновая оболочка образуется олигодендроцитами. Один олигодендроцит может отростками отходить десятки близлежащих аксонов и обволакивать каждый сегментом плотного миелина, оставляя перехваты Ранвье открытыми для сальтаторной проводимости.

Миелинизация начинается в период развития и продолжается годами у человека, особенно в ассоциативных трактах. Олигодендроциты также обеспечивают метаболическую поддержку аксонам, которые они окружают. При их повреждении, как при рассеянном склерозе или инсульте белого вещества, проводимость замедляется или прекращается, а сами аксоны могут дегенерировать.

Клетки-предшественники сохраняются во взрослом мозге и могут генерировать новые олигодендроциты, обладая ограниченной способностью к восстановлению. Исследования сигналов, контролирующих дифференцировку олигодендроцитов и обволакивание миелином, направлены на усиление ремиелинизации при демиелинизирующих заболеваниях. Тесная физическая и метаболическая взаимосвязь между олигодендроцитом и аксоном делает эти клетки важными партнерами в дальней нейронной коммуникации.

Без олигодендроцитов быстрая и энергоэффективная передача сигналов в головном мозге позвоночных была бы невозможна.