Melalui koneksi saraf, materi abu-abu memenuhi fungsi mental dan kognitif.

Materi abu-abu otak memenuhi fungsi vital sebagai penerima informasi dan bertanggung jawab untuk berpikir, yaitu penalaran dan memori dalam berbagai bidang dan maknanya. Dari kemampuan linguistik, persepsi, interpretasi, abstraksi, dan banyak lagi fungsi mental dan kognitif, semuanya bergantung pada materi abu-abu dan hubungan antara berbagai jenis neuronnya.

Di sisi lain, di kolom tulang belakang, materi abu-abu beroperasi sebagai pengatur dan pemilih informasi yang akan dikirimkan ke otak, tetapi juga sebagai sumber impuls langsung dan apa yang disebut “memori tubuh” yang memungkinkan bahwa semua reaksi tidak harus datang dari otak dan dengan demikian meringankan kerja pemrosesan saraf.