Substancja szara (15% masy mózgu) jest złożoną siecią dendrytów i neurytów (aksonów) – wypustek neuronów. Uważano, że przekazywanie sygnałów w tej sieci polega na przemieszczaniu się potencjału czynnościowego (iglicowego) – lokalnej elektrycznej depolaryzacji błony komórkowej – między synapsami, łączącymi poszczególne fragmenty drogi iglicy potencjału. Znaczenie komórek substancji białej (85% masy mózgu) uważano wcześniej za pomocnicze w stosunku do neuronów (np. ich „odżywianie”, synteza enzymów czynnych w procesach wytwarzania neuroprzekaźników synaptycznych, elektryczne izolowanie neurytów przez osłonki mielinowe, „sprzątanie” otoczenia neurytów i synaps). Rozwój technik badawczych, który nastąpił w drugiej połowie XX wieku, umożliwił wykazanie, że różnorodne komórki glejowe (zob. m.in. astrocyty, oligodendrocyty, wyściółka, komórki satelitarne, komórki Schwanna) odgrywają znacznie bardziej istotną rolę w przekazywaniu i gromadzeniu informacji. Powstały hipotezy, że rola istoty białej w kształtowaniu inteligencji jest większa od roli istoty szarej (zob. np. mózg Alberta Einsteina – badania Marian C. Diamond i in.).