Duboka bijela tvar je naziv za dio mozga koji se nalazi između malog mozga i moždanog debla. Ranije se pogrešno smatralo da je to pasivno tkivo, ali istraživanje ovog područja mozga otkrilo je da je odgovorno za reguliranje raznih nesvjesnih tjelesnih funkcija kao što su krvni tlak, tjelesna temperatura i broj otkucaja srca. Smatra se da utječe na izražavanje emocija, duboka bijela tvar igra glavnu ulogu u nastanku mnogih zbunjujućih stanja kao što su Alzheimerova bolest, multipla skleroza i vaskularna demencija. Također poznat kao diencephalon, njegova je glavna funkcija prenositi signale između živčanog sustava i sive tvari koja ga okružuje.
Sastoji se uglavnom od snopova mileliniziranih aksona, duboka bijela tvar funkcionira kao prijenosna infrastruktura mozga. Informacije se obično šalju od neurona do neurona kroz projekcije živčanih stanica poznatih kao aksoni. Bijela tvar sadrži snopove mijeliniziranih aksona ili aksona okruženih bijelim masnim tkivom zvanim mijelin. Oni zauzvrat djeluju kao izolacijska ovojnica, pomažući živčanim impulsima da brže putuju duž aksona. Siva tvar mozga, nasuprot tome, sadrži nemileinizirane aksone i kapilare.
Poruke se prenose u različite dijelove sive tvari u mozgu kroz duboku bijelu tvar. Ovo područje mozga vrlo je otporno i može se prilagoditi oštećenjima pronalaženjem različitih puteva koji zaobilaze oštećena područja bijele tvari. Oboljela bijela tvar ometa sposobnost mozga da funkcionira u potpunosti. Bijela tvar je odgovorna za pravilno dijeljenje informacija i koordinaciju rada različitih regija mozga, dok siva tvar mozga obavlja funkcije poput izračunavanja i razmišljanja. Kod bolesti poput Alzheimerove, duboka bijela tvar se značajno mijenja tijekom vremena s napredovanjem bolesti.
Sadrži oko 50% ukupnog moždanog tkiva, bijela tvar je bijele boje zbog prisutnosti mijelina, koji se uglavnom sastoji od lipidnog tkiva s kapilarama. Siva tvar je više ružičaste boje zbog prisutnosti velikog broja krvnih kapilara. Samo djelomično prisutna u vrijeme rođenja, količina mijelina koja se nalazi u mozgu povećava se tijekom adolescencije i 20-ih godina. Smatra se da količina rasta mijelina, vrijeme i stupanj do kojeg je dovršen utječu na funkcije poput samokontrole i učenja, a mogu čak biti i djelomično odgovorni za mentalne poremećaje poput shizofrenije.