Para peneliti fisiologi manusia telah lama mengetahui bahwa sel-sel saraf individu, juga disebut neuron, adalah salah satu dari sedikit sel yang memiliki kemampuan untuk beregenerasi dan memperbaiki diri. Sel saraf mentransmisikan sinyal listrik melalui tonjolan struktural yang panjang yang disebut aksonnya. Ketika akson terluka dan benar-benar terputus, ia mulai beregenerasi dan tumbuh menuju ujung lainnya yang terputus sebelumnya. Pada pergantian abad ke-21, banyak yang telah dipelajari tentang prosesnya, tetapi dengan kepastian ilmiah yang terbatas tentang mekanisme yang tepat, para peneliti menjuluki bidang studi yang ditargetkan secara sempit ini, bimbingan akson.
Sebuah sel saraf dapat digambarkan memiliki tiga bagian. Badan utama sel, yang disebut soma, memiliki banyak tonjolan kecil bercabang yang disebut dendrit yang mengambil tanda kimia dari sinyal listrik. Untuk menyampaikan sinyal, soma menghasilkan muatan listrik yang berdenyut di sepanjang tonjolan tunggal lainnya, aksonnya. Entah itu neuron motorik untuk mengontrol gerakan otot, atau neuron sensorik untuk mendeteksi gelitik kulit, satu akson mikroskopis tipis dapat menjangkau dari jari kaki ke dasar tulang belakang. Pertanyaan mendasar dari panduan akson adalah bagaimana saraf yang tumbuh, akson yang secara aktif memanjang menemukan jalannya ke tempat terminal yang benar dan sangat tepat.
Tebakan yang salah bahwa sel secara internal telah diprogram sebelumnya diabaikan, karena setiap sel berisi set instruksi genetik yang sama. Kesimpulannya adalah bahwa itu pasti sinyal eksternal, kemungkinan besar kimiawi, yang menjadi tujuan akson. Akibatnya, ujung akson yang tumbuh harus mengandung reseptor untuk mengenali sinyal. Para peneliti percaya bahwa ini adalah salah satu pendorong utama bimbingan akson.
Ujung akson yang tumbuh atau beregenerasi disebut kerucut pertumbuhannya. Ini telah ditemukan untuk mengembangkan tonjolan yang tidak biasa, sangat kecil yang disebut filopodia yang membuat kontak dengan jaringan di sekitarnya. Mereka mencari bahan kimia yang disebut molekul adhesi sel, kebanyakan ditemukan di dinding sel jenis jaringan tertentu, yang memberi sinyal pada akson untuk menempel di tempat ini dan melanjutkan pencarian. Dipandu demikian, akson regenerasi dapat tumbuh sebanyak 0.08 – 0.2 inci (2-5mm) per hari.
Para peneliti telah menemukan bahwa setiap filopodia tidak hanya tertarik pada bahan kimia tertentu, tetapi juga ditolak oleh yang lain. Deteksi bahan kimia ini baik mempercepat atau memperlambat laju pertumbuhan akson, dan deteksi relatif dari masing-masing filopodia menghasilkan pertumbuhan asimetris. Akson secara kimiawi dipandu untuk tumbuh ke arah yang dikoreksi secara bertahap. Satu kesulitan dengan model panduan akson ini, bagaimanapun, adalah bahwa para peneliti mengkatalogkan banyak bahan kimia biologis di mana kerucut pertumbuhan bereaksi.
Secara alami, embriologi atau studi tentang perkembangan awal suatu organisme, bersinggungan dengan penelitian dalam panduan akson. Satu teori yang diturunkan dari pengamatan telur ayam dan katak menunjukkan bahwa akson tumbuh menurut topografi spasial. Penyebaran relatif isyarat kimia dari banyak sel saraf di dekatnya bertindak sebagai semacam penyelarasan magnetik untuk mengatur arah pertumbuhan akson. Teori lain mencatat bahwa simetri bilateral dari sebagian besar hewan kompleks mengharuskan akson menghadapi titik keputusan, yang disebut komisura, untuk mengarahkannya ke arah yang sangat spesifik seperti kanan atau kiri. Ada bukti jenis sel tertentu yang disebut sel tiang penuntun yang mencakup sel saraf lain yang sedang tumbuh, yang memiliki efek ini.
Sistem saraf manusia dapat dibagi lagi menjadi sistem saraf pusat, yang terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang, dan sistem saraf tepi yang bercabang di seluruh tubuh. Ada banyak yang harus dipelajari tentang bagaimana sel-sel saraf otak dan sumsum tulang belakang beregenerasi dan memperbaiki. Diasumsikan bahwa pemahaman yang lebih baik tentang proses regenerasi saraf perifer yang lebih mudah diamati akan mengarah pada terapi potensial untuk cedera otak dan tulang belakang.