连合纤维是连接左右大脑半球皮质的主要神经纤维束，以胼胝体为最大结构，包含约2-3亿个轴突。除胼胝体外，前连合、后连合等结构通过不同通路实现双侧半球的视觉、听觉信息交互。临床研究发现部分切断胼胝体能阻断癫痫发作的半球间传播，扩散张量成像技术揭示了其纤维走向与解剖特征。先天性胼胝体缺损患者常无症状，但后天损伤可能导致双侧半球功能分离。

连合纤维由胼胝体、前连合和穹窿连合构成，其中胼胝体占据大脑纵裂底部，纤维呈扇形连接双侧额叶、顶叶等对应区域。前连合包含交叉的嗅纤维与非嗅纤维系统，后连合主要参与视觉信息处理。人类胼胝体厚度呈现前窄后宽的解剖特征，在矢状面上可观察到明显的膝部与压部结构。

胼胝体纤维通过增强对侧皮层易化效应，实现双侧运动协调与感觉信息的同步处理。研究证实右利手者语言优势半球（左半球）通过胼胝体纤维抑制右侧语言区活动。前连合的非嗅纤维参与听觉信息整合，而后连合纤维与视觉空间认知密切相关。

部分性胼胝体切开术可使90%难治性癫痫患者的发作频率降低50%以上。多发性硬化症患者胼胝体病变与记忆提取障碍存在显著相关性。临床观察发现，后天性胼胝体损伤可导致触觉定位障碍，但智力水平通常保持正常。

扩散张量成像显示胼胝体压部纤维密度与语义记忆能力呈正相关。老年人群的胼胝体膝部各向异性分数降低，与执行功能衰退存在统计学关联。前连合的非嗅纤维束可视化技术已应用于前颞叶癫痫手术规划。

比较解剖学研究证实，单孔目动物（如鸭嘴兽）缺乏胼胝体结构，其半球间连接通过前连合完成。灵长类动物胼胝体表面积与脑容量比值显著高于啮齿类动物，这可能与复杂认知功能进化相关。胚胎学研究揭示人类胼胝体纤维在妊娠第12周开始髓鞘化，持续至青春期。