La sostanza bianca si trova alla base del cervello tra il cervelletto e il tronco cerebrale. È fatto di fibre nervose lunghe chiamate assoni. Gli assoni sono isolati da mielina, guaine di grasso che conferiscono alla regione il colore bianco per il quale prende il nome. La mielina aiuta ad accelerare la trasmissione dei segnali lungo gli assoni. Questi segnali inviano informazioni sensoriali dal corpo alla corteccia cerebrale, aiutando a controllare le funzioni autonome del corpo. Le funzioni autonome sono quelle funzioni corporee come respirazione, battito di ciglia e sudorazione che vengono svolte senza che il cervello ci pensi consapevolmente.
Parte del sistema nervoso centrale, la sostanza bianca include il talamo e l’ipotalamo che si trovano nel cervelletto. L’ipotalamo si trova sotto il talamo. Entrambe sono reti neurali che hanno diverse funzioni, ma la più importante sembra essere che il talamo trasmetta messaggi alla corteccia cerebrale e l’ipotalamo svolge un ruolo importante nella regolazione del sistema metabolico del corpo.
La sostanza bianca differisce dalla materia grigia per diversi aspetti importanti. Sebbene la materia grigia contenga anche assoni, non sono mielinizzati. Contiene anche cellule nervose e dendriti, che si diramano dalle cellule nervose. La materia grigia funge da centro di elaborazione dei messaggi del cervello ed è responsabile del pensiero cosciente del cervello. Mentre la materia grigia si trova all’esterno del cervello e all’interno del midollo spinale, la materia bianca segue lo schema opposto. Si trova all’interno del cervello e al di fuori del midollo spinale.
Nell’uomo, la distribuzione della materia bianca e grigia varia tra i sessi. Gli uomini hanno un cervello più grande in media rispetto alle donne, ma le donne hanno proporzionalmente più materia grigia mentre gli uomini hanno maggiori volumi di sostanza bianca. Le donne hanno più materia che collega i due emisferi del cervello, ma gli uomini hanno concentrazioni più elevate all’interno di ciascun emisfero. Queste differenze sembrano essere correlate alle tendenze degli uomini di svolgere meglio compiti spaziali rispetto alle donne. Le donne, al contrario, tendono a sovraperformare gli uomini con compiti verbali.
L’invecchiamento influisce anche sulla sostanza bianca del cervello. Con l’invecchiamento del cervello, le lesioni iniziano a comparire su queste aree, che iniziano a limitare la funzione cognitiva del cervello, presumibilmente compromettendo la capacità del cervello di inviare e ricevere messaggi. Più lesioni ha una persona, più la sua capacità cognitiva è compromessa. Mentre le lesioni sono una parte normale dell’invecchiamento, possono essere esacerbate da altri problemi di salute, in particolare l’ipertensione.