Ihmisen fysiologian tutkijat ovat jo pitkään tienneet, että yksittäiset hermosolut, joita kutsutaan myös neuroneiksi, ovat yksi harvoista soluista, joilla on kyky regeneroitua ja korjata itseään. Hermosolu lähettää sähköisiä signaaleja pitkän rakenteellisen ulkoneman kautta, jota kutsutaan sen aksoniksi. Kun aksoni loukkaantuu ja katkeaa kokonaan, se alkaa uusiutua ja kasvaa kohti aiemmin katkaistua toista päätä. 21. vuosisadan vaihteessa prosessista oli opittu paljon, mutta tieteellisellä varmuudella tarkasta mekanismista tutkijat ovat nimenneet tämän kapeasti kohdennetun tutkimusalueen aksoniohjaukseksi.
Hermosolu voidaan kuvata siten, että siinä on kolme osaa. Solun päärungossa, jota kutsutaan sen somaksi, on monia pieniä, haarautuvia ulkonemia, joita kutsutaan dendriiteiksi ja jotka poimivat sähköisen signaalin kemialliset allekirjoitukset. Välittääkseen signaalin soma muodostaa sähkövarauksen, joka sykkii toista singulaarista ulkonemaa, sen aksonia pitkin. Olipa kyseessä motorinen neuroni, joka hallitsee lihasten liikettä, tai aistinvarainen neuroni, joka havaitsee ihon kutinaa, yksi mikroskooppisesti ohut aksoni voi päästä varpaasta selkärangan pohjaan. Aksoniohjauksen peruskysymys on, kuinka hermon kasvava, aktiivisesti venyvä aksoni löytää tiensä oikeaan, erittäin tarkkaan päätepisteeseen.
Virheellinen arvaus, että solu on sisäisesti esiohjelmoitu, hylätään, koska jokainen solu sisältää samat geneettiset ohjeet. Johtopäätös on, että sen on oltava ulkoinen signaali, useimmiten todennäköisesti kemiallinen, johon aksoni osuu. Näin ollen kasvavan aksonin kärjen on sisällettävä reseptori signaalin tunnistamiseksi. Tutkijat uskovat, että tämä on yksi aksonin ohjauksen tärkeimmistä tekijöistä.
Kasvavaa tai uusiutuvaa aksonin kärkeä kutsutaan sen kasvukartioksi. Tämän on havaittu kehittävän epätavallisia, hyvin pieniä ulokkeita, joita kutsutaan filopodiaksi ja jotka ovat kosketuksissa ympäröivään kudokseen. He etsivät kemikaaleja, joita kutsutaan solun adheesiomolekyyleiksi, joita esiintyy enimmäkseen tietyntyyppisten kudosten soluseinämillä, jotka osoittavat aksonin kiinnittyvän tähän kohtaan ja jatkavat etsintää. Näin ohjattuna uusiutuva aksoni voi kasvaa jopa 0.08–0.2 mm (2–5 tuumaa) päivässä.
Tutkijat ovat havainneet, että jokainen filopodia ei vain houkuttele tiettyjä kemikaaleja, vaan myös toiset torjuvat sitä. Näiden kemikaalien havaitseminen joko nopeuttaa tai hidastaa aksonin kasvunopeutta, ja suhteellinen havaitseminen jokaisesta filopodiasta johtaa epäsymmetriseen kasvuun. Aksonia ohjataan kemiallisesti kasvamaan asteittain korjattuihin suuntiin. Yksi vaikeus tämän aksoniohjausmallin kanssa on kuitenkin se, että tutkijat luetteloivat lukuisia biologisia kemikaaleja, joihin kasvukartio reagoi.
Luonnollisesti alkio tai organismin varhaisen kehityksen tutkimus leikkaa aksonin ohjauksen tutkimuksen. Yksi teoria, joka on johdettu kanojen ja sammakoiden munien tarkkailusta, viittaa siihen, että aksonit kasvavat spatiaalisen topografian mukaan. Kemiallisten vihjeiden suhteellinen hajaantuminen läheisistä hermosoluista toimii eräänlaisena magneettisena kohdistuksena aksonin kasvusuunnan järjestämiseksi. Toinen teoria toteaa, että monimutkaisimpien eläinten kahdenvälinen symmetria edellyttää, että aksonit kohtaavat päätöspisteitä, joita kutsutaan kommisioiksi, ohjaamaan niitä radikaalisti erityisiin suuntiin, kuten oikealle tai vasemmalle. On näyttöä tietyntyyppisistä soluista, joita kutsutaan ohjaussoluksi, jotka sisältävät muita kasvavia hermosoluja, joilla on tämä vaikutus.
Ihmisen hermosto voidaan jakaa keskushermostoon, joka koostuu aivoista ja selkäytimestä, ja perifeerisestä hermostosta, joka haarautuu koko kehoon. On paljon opittavaa siitä, miten aivojen ja selkäytimen hermosolut uudistuvat ja korjautuvat. Oletetaan, että paremmin ymmärrettävä helpommin havaittavissa oleva perifeeristen hermojen uusiutumisprosessi johtaa mahdollisiin aivojen ja selkärangan vammojen hoitoihin.