Si pensa che la demielinizzazione della sostanza bianca sia il principale meccanismo responsabile del danno neurologico tardivo da chemioterapia, sebbene si osservino anche la rottura della barriera ematoencefalica, alterazioni vascolari e calcificazioni [67]. Variazioni nella distribuzione della densità mielinica nella sostanza bianca delle varie regioni cerebrali spiegano in parte perché alcune funzioni neurocognitive sono colpite più di altre nonostante l'intero encefalo sia esposto ad agenti tossici in corso di chemioterapia, dalla quale deriva un danno diffuso della sostanza bianca [68]. Ad esempio, il lobo frontale destro ha un'alta densità mielinica ed è preposto al ragionamento visuospaziale, facoltà che risulta infatti particolarmente compromessa nella neurotossicità tardiva trattamento correlata [67]. Poiché lo sviluppo cerebrale e la mielinizzazione non sono completi alla nascita e continuano fino alla prima età adulta, numerosi studi concordano nell'affermare che l'effetto neurotossico della chemioterapia o della radioterapia sul distretto encefalico è maggiore quanto più giovani sono i pazienti [69].Il sesso femminile viene riportato come fattore di rischio per il declino del quoziente intellettivo globale o delle abilità non verbali nei pazienti con LLA trattati con sola chemioterapia; differenze nella maturazione cerebrale potrebbero spiegare la diversa vulnerabilità tra i bambini e le bambine. E' dimostrato che l'incremento della sostanza bianca durante l'infanzia è ridotto nelle femmine rispetto ai maschi, elemento che potrebbe renderle più suscettibili al danno da chemioterapia.L'età alla diagnosi è un ulteriore fattore di rischio per i deficit dell'attenzione nei pazienti con LLA, proprio perché le strutture cerebrali meno mature sono più vulnerabili agli agenti neurotossici [70]. 