Pusat utama sistem saraf pusat – yang bertanggung jawab untuk menerima, menafsirkan, dan mengirimkan informasi yang masuk ke tubuh – adalah otak. Meskipun otak itu kompleks, dengan beberapa divisi yang disebut lobus yang bertanggung jawab atas tindakan dan reaksi yang berbeda, pada dasarnya dibagi menjadi dua jenis jaringan utama: materi putih otak dan materi abu-abu. Materi putih, bagian terbesar dari otak, bertanggung jawab untuk pengiriman pesan melalui abu-abu agar sinyal-sinyal ini diangkut ke bagian tubuh yang sesuai.
Terdiri dari paket akson atau sel saraf bermielin, materi putih memproses dan mengangkut sinyal kimia dan listrik sehingga tubuh dapat bereaksi terhadap rangsangan atau perubahan internal dan eksternal. Akson bermielin adalah proyeksi neuron yang diisolasi dengan selubung atau penutup mielin. Selubung mielin adalah selubung bermuatan listrik yang mampu meningkatkan kecepatan transmisi rangsangan yang masuk. Neuron yang dilindungi ini mengarahkan impuls listrik menjauh dari soma atau badan sel, bagian bulat dari sel saraf tempat informasi yang masuk disortir. Ini adalah jalur utama untuk mendistribusikan data ke seluruh tubuh.
Materi putih otak tampak keputihan karena juga terdiri dari jaringan lipid. Jaringan lipid adalah kumpulan molekul seperti lemak, beberapa jenis steroid, vitamin, dan rantai asam lemak. Jaringan ini merupakan fitur penting dari materi putih, karena memberikan kemampuan untuk menerima dan mengirimkan informasi sekaligus melindungi sel saraf dari bahaya. Di dalam jaringan lipid materi putih serebral ini terdapat pembuluh darah kecil yang disebut kapiler yang berfungsi untuk memasok nutrisi seperti oksigen, dan untuk membuang limbah seperti karbon dioksida.
Sel-sel saraf myelin yang diisolasi dari materi putih otak memungkinkan informasi untuk didistribusikan ke bagian tubuh yang tepat dengan cepat. Metode pemrosesan informasi yang cepat yang dikumpulkan oleh otak ini memungkinkan tubuh bereaksi secara instan terhadap keadaan yang berubah. Proses ini juga memungkinkan tubuh untuk mempertahankan homeostasis, stabilitas internal tubuh.
Di dalam otak ada tiga jenis materi putih otak yang berbeda. Saluran proyeksi mengirimkan pesan dari korteks ke bagian lain dari otak atau ke berbagai otot tubuh. Traktus komisura mengirimkan informasi antara belahan kanan dan kiri atau sisi otak. Saluran asosiasi mentransmisikan informasi antara bagian atau lobus otak yang berbeda pada sisi yang sama. Sistem kompleks ini memberi otak kemampuan untuk memproses dan bereaksi dengan segera.