Tracturile de substanță albă sunt căi de semnalizare în creier făcute din mănunchiuri de substanță albă, axoni acoperiți cu straturi de mielină. Unele dintre aceste tracturi sunt depuse în timpul dezvoltării fetale, în timp ce altele se dezvoltă după naștere, pe măsură ce oamenii încep să interacționeze cu mediul și să dobândească abilități. O tehnică de imagistică a creierului cunoscută sub numele de imagistica tensorului de difuzie permite cercetătorilor să identifice tracturile de materie albă, iar medicii o pot folosi pentru a compara creierul unui pacient cu tracturile cunoscute pentru a vedea dacă există anomalii sau caracteristici neobișnuite în creierul cuiva.
Aceste tracturi ar putea fi considerate cabluri de semnal. Mielina acționează ca o înveliș pentru a crește conductivitatea electrică, permițând transmiterea foarte rapidă a semnalelor de-a lungul unui tract al substanței albe. Unele tracturi, cunoscute sub numele de tracturi comisuale, se întind în emisferele creierului pentru a comunica informații între creierul stâng și drept. În imagini, ele pot fi văzute șerpuind în mijlocul creierului pentru a crea conexiuni complete.
Tracturile de asociere se desfășoară între lobii de pe aceeași jumătate a creierului. Este posibil ca diferiții lobi să fie capabili să comunice rapid informații pentru a înțelege informațiile senzoriale și procesele cognitive. Tracturile de proiecție pot transmite informații de la creier către restul corpului. Ele pot fi extrem de lungi pentru a permite conducerea semnalelor pe distanțe mari.
Cercetările asupra creierului demonstrează că la tineri, dacă un tract de substanță albă suferă o traumă, creierul poate fi capabil să se remapeze singur. Poate prelua tracturile învecinate pentru a găsi noi modalități de a trimite informațiile. Cu cât oamenii sunt mai tineri, cu atât tracturile lor de substanță albă vor fi mai adaptabile, explicând de ce copiii mici se pot recupera bine în urma traumatismelor craniene și a intervențiilor chirurgicale invazive pe creier, inclusiv a unei intervenții chirurgicale de separare a corpului calos, structura care leagă cele două jumătăți ale creierului. Această intervenție chirurgicală poate fi utilizată la persoanele cu convulsii severe care nu răspund la tratamente mai conservatoare.
La persoanele în vârstă, poate fi mai dificil să se recupereze după deteriorarea tracturilor de substanță albă. Persoanele cu leziuni cerebrale cauzate de medicamente, traume, intervenții chirurgicale, tumori, boli degenerative și așa mai departe pot prezenta deficite cognitive severe. Deficitele se pot grupa, în funcție de zona creierului implicată și de gradul de deteriorare. Cercetătorii interesați de demență și degenerescență cognitivă studiază tracturile de materie albă pentru a afla mai multe despre modul în care zonele cheie ale creierului comunică și ce se poate face pentru a ajuta persoanele cu deficite cognitive.