Se espera que la difusión anisotrópica se incremente en áreas axonales maduras altamente ordenadas.

En las afecciones en las que se distorsiona la mielina o la estructura de los axones, como en traumatismos físicos, tumores e inflamaciones reducen la isotropía, ya que las barreras a la difusión quedan afectadas por destrucción o desorganización.

La anisotropía se puede medir de múltiples formas: Una de ellas mediante una proporción llamada anisotropía fraccional (FA).