Istraživači ljudske fiziologije odavno znaju da su pojedinačne živčane stanice, koje se nazivaju i neuroni, jedna od rijetkih stanica sa sposobnošću regeneracije i samopopravljanja. Živčana stanica prenosi električne signale preko duge, strukturne izbočine zvane njezin akson. Kada je akson ozlijeđen i potpuno prekinut, počinje se regenerirati i rasti prema svom prethodno odsječenom drugom kraju. Na prijelazu u 21. stoljeće, mnogo se naučilo o procesu, ali s ograničenom znanstvenom sigurnošću o točnom mehanizmu, istraživači su ovo usko ciljano područje proučavanja nazvali vođenjem aksona.
Živčana stanica može se opisati kao da ima tri dijela. Glavno tijelo stanice, nazvano njezina soma, ima mnogo malih, razgranatih izbočina zvanih dendriti koji preuzimaju kemijske potpise električnog signala. Kako bi prenio signal, soma stvara električni naboj koji pulsira duž druge singularne izbočine, njenog aksona. Bilo da se radi o motornom neuronu za kontrolu pokreta mišića ili o senzornom neuronu za otkrivanje škakljanja kože, jedan mikroskopski tanak akson može doseći od nožnog prsta do baze kralježnice. Temeljno pitanje vođenja aksona je kako živčani rastući, aktivno produžujući akson pronalazi put do ispravnog, iznimno preciznog terminalnog mjesta.
Pogrešna pretpostavka da je stanica interno unaprijed programirana se odbacuje, jer svaka stanica sadrži isti skup genetskih instrukcija. Zaključak je da to mora biti vanjski signal, uglavnom kemijski, u koji se akson kreće. Posljedično, vrh rastućeg aksona mora sadržavati receptor za prepoznavanje signala. Istraživači vjeruju da je to jedan od glavnih pokretača vođenja aksona.
Vrh aksona koji raste ili se regenerira naziva se konusom rasta. Utvrđeno je da se razvijaju neobične, vrlo male izbočine zvane filopodije koje dolaze u kontakt s okolnim tkivom. Traže kemikalije zvane molekule stanične adhezije, koje se uglavnom nalaze na staničnim stijenkama određenih vrsta tkiva, koje signaliziraju aksonu da se prilijepi na to mjesto i nastavi s potragom. Vodeći se na taj način, regenerirajući akson može narasti čak 0.08 – 0.2 inča (2-5 mm) dnevno.
Istraživači su otkrili da svaku filopodiju ne samo da privlače određene kemikalije, nego i druge odbijaju. Detekcija ovih kemikalija ili ubrzava ili usporava stopu rasta aksona, a relativno otkrivanje iz svake filopodije stoga rezultira asimetričnim rastom. Akson je kemijski vođen da raste u postupno korigiranim smjerovima. Jedna je poteškoća s ovim modelom vođenja aksona, međutim, to što istraživači katalogiziraju brojne biološke kemikalije na koje konus rasta reagira.
Sasvim prirodno, embriologija ili proučavanje ranog razvoja organizma presijeca istraživanja u vođenju aksona. Jedna teorija proizašla iz promatranja jaja kokoši i žaba sugerira da aksoni rastu prema prostornoj topografiji. Relativna disperzija kemijskih znakova iz mnoštva obližnjih živčanih stanica djeluje kao vrsta magnetskog poravnanja za organiziranje smjera rasta aksona. Druga teorija napominje da bilateralna simetrija većine složenih životinja zahtijeva da aksoni naiđu na točke odlučivanja, zvane komisure, kako bi ih usmjerili u radikalno specifičnim smjerovima kao što su desno ili lijevo. Postoje dokazi o određenim vrstama stanica koje se nazivaju stanicama vodilicama koje uključuju druge rastuće živčane stanice, koje imaju ovaj učinak.
Ljudski živčani sustav može se podijeliti na središnji živčani sustav, koji se sastoji od mozga i leđne moždine, i periferni živčani sustav koji se grana po cijelom tijelu. Mnogo toga treba naučiti o tome kako se živčane stanice mozga i leđne moždine regeneriraju i popravljaju. Pretpostavlja se da će bolje razumijevanje lakše vidljivog procesa regeneracije perifernih živaca dovesti do potencijalnih terapija za ozljede mozga i kralježnice.