Ο κύριος κόμβος του κεντρικού νευρικού συστήματος – υπεύθυνος για τη λήψη, την ερμηνεία και την παροχή πληροφοριών που εισέρχονται στο σώμα – είναι ο εγκέφαλος. Αν και ο εγκέφαλος είναι πολύπλοκος, με πολλαπλές διαιρέσεις που ονομάζονται λοβοί που είναι υπεύθυνοι για διαφορετικές δράσεις και αντιδράσεις, βασικά χωρίζεται σε δύο κύριους τύπους ιστών: την εγκεφαλική λευκή ύλη και τη φαιά ουσία. Η λευκή ύλη, το μεγαλύτερο μέρος των βαθύτερων τμημάτων του εγκεφάλου, είναι υπεύθυνη για την παράδοση μηνυμάτων μέσω του γκρι, προκειμένου αυτά τα σήματα να μεταφερθούν στο κατάλληλο μέρος του σώματος.
Αποτελούμενη από δέματα μυελινικών νευραξόνων ή νευρικών κυττάρων, η λευκή ουσία επεξεργάζεται και μεταφέρει χημικά και ηλεκτρικά σήματα, ώστε το σώμα να μπορεί να αντιδράσει σε εσωτερικά και εξωτερικά ερεθίσματα ή αλλαγές. Οι μυελινωμένοι άξονες είναι προβολές ενός νευρώνα μονωμένου με θήκη ή κάλυμμα μυελίνης. Το περίβλημα μυελίνης είναι ένα ηλεκτρικά φορτισμένο περίβλημα ικανό να αυξήσει την ταχύτητα μετάδοσης των εισερχόμενων ερεθισμάτων. Αυτοί οι προστατευμένοι νευρώνες απομακρύνουν τους ηλεκτρικούς παλμούς μακριά από το σώμα ή το κυτταρικό σώμα, το σφαιρικό τμήμα ενός νευρικού κυττάρου όπου ταξινομούνται οι εισερχόμενες πληροφορίες. Αυτή είναι η κύρια οδός για τη διανομή δεδομένων στο υπόλοιπο σώμα.
Η εγκεφαλική λευκή ύλη εμφανίζεται υπόλευκη γιατί αποτελείται επίσης από λιπιδικό ιστό. Ο λιπιδικός ιστός είναι μια συλλογή μορίων όπως λίπος, ορισμένοι τύποι στεροειδών, βιταμινών και αλυσίδων λιπαρών οξέων. Αυτός ο ιστός είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της λευκής ύλης, καθώς του δίνει τη δυνατότητα να λαμβάνει και να μεταδίδει πληροφορίες ενώ προστατεύει το νευρικό κύτταρο από βλάβες. Μέσα σε αυτόν τον λιπιδικό ιστό της εγκεφαλικής λευκής ύλης υπάρχουν μικρά αιμοφόρα αγγεία που ονομάζονται τριχοειδή αγγεία, των οποίων η λειτουργία είναι να παρέχουν θρεπτικά συστατικά όπως το οξυγόνο και να απομακρύνουν απόβλητα όπως το διοξείδιο του άνθρακα.
Τα μονωμένα με μυελίνη νευρικά κύτταρα της εγκεφαλικής λευκής ύλης επιτρέπουν τη γρήγορη κατανομή των πληροφοριών στο κατάλληλο μέρος του σώματος. Αυτή η μέθοδος άμεσης επεξεργασίας των πληροφοριών που συλλέγει ο εγκέφαλος επιτρέπει στο σώμα να αντιδρά στιγμιαία στις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει επίσης στο σώμα να διατηρήσει την ομοιόσταση, την εσωτερική σταθερότητα του σώματος.
Μέσα στον εγκέφαλο υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι λευκής ύλης εγκεφάλου. Η οδός προβολής στέλνει μηνύματα από τον φλοιό σε άλλα μέρη του εγκεφάλου ή στους διαφορετικούς μυς του σώματος. Η κομμωτική οδός στέλνει πληροφορίες μεταξύ του δεξιού και του αριστερού ημισφαιρίου ή των πλευρών του εγκεφάλου. Η οδός σύνδεσης μεταδίδει πληροφορίες μεταξύ διαφορετικών τμημάτων ή λοβών του εγκεφάλου στην ίδια πλευρά. Αυτό το πολύπλοκο σύστημα δίνει στον εγκέφαλο την ικανότητα να επεξεργάζεται και να αντιδρά αμέσως.