Necessário para permitir a comunicação entre certas áreas do cérebro, as fibras nervosas são na verdade extensões de células nervosas chamadas axônios. Também chamadas de fibras u, as fibras nervosas interconectadas são divididas em dois tipos: fibras de associação e fibras nervosas comissurais. Embora as fibras nervosas de associação sejam necessárias para a comunicação entre partes do mesmo hemisfério cerebral, as fibras comissurais são responsáveis pelas conexões entre os dois hemisférios do cérebro.
Um neurônio é um tipo de célula que transmite informações sensoriais e motoras para, de e entre estruturas cerebrais, incluindo operações que envolvem tomada de decisão, percepção e emoção. Cada célula nervosa consiste em um corpo, ou soma, e extensões semelhantes a aranhas que se projetam a partir dele, conhecidas como dendritos. Os axônios são fibras finas e longas ligadas ao soma de cada célula, com vários pequenos ramos com bulbos em cada extremidade chamados terminais, que contêm neurotransmissores, substâncias químicas responsáveis pela comunicação entre as células nervosas. Os dendritos recebem informações à medida que os axônios a transmitem para longe do corpo da célula na forma de impulsos elétricos. De todos os neurônios no cérebro, os das fibras de associação são o tipo mais abundante.
Muitos tipos de fibras nervosas existem no corpo humano; no entanto, são as fibras interconectadas que são responsáveis por transmitir informações apenas em áreas do cérebro. As fibras de associação são axônios mielinizados localizados logo abaixo do córtex cerebral, cobertos por células gliais que trabalham para isolar e conduzir impulsos muito rapidamente. Como as fibras de associação são necessárias para conexões no mesmo lado do cérebro, as fibras de associação curta associam especificamente partes dentro de um lobo específico, como a área de Wernicke, localizada dentro do lobo temporal, necessária para a compreensão da linguagem. Principalmente responsável por conectar um lobo a outro, fibras de associação longas, como o fascículo longitudinal inferior, possibilitam a comunicação entre os lobos temporal e occipital.
Certas doenças destroem as fibras de associação, incluindo as bainhas de mielina que as rodeiam. A partir de 2011, a esclerose múltipla (EM) é a doença número um que causa desmielinização, um colapso da substância branca que resulta na cessação completa ou lenta dos impulsos nervosos, produzindo sintomas que indicam comprometimento do sistema nervoso central (SNC). O início precoce é caracterizado por períodos de perda sensorial da sensação, ou parestesia, uma condição na qual um membro se sente como se estivesse formigando, comichão e formigamento. Manifestações no começo geralmente vêm e vão, ocorrendo meses, até anos, entre elas. Acredita-se que seja causado por uma combinação de fatores genéticos e ambientais, os ataques de EM ao SNC são devidos a uma resposta auto-imune, na qual o corpo reage contra seus próprios tecidos, resultando em inflamação e levando a danos nas células nervosas. Mesmo que não exista cura para a EM, os sintomas podem ser gerenciados e sua progressão diminuída.