Raziskovalci človeške fiziologije že dolgo vedo, da so posamezne živčne celice, imenovane tudi nevroni, ena redkih celic s sposobnostjo regeneracije in samopopravila. Živčna celica prenaša električne signale preko dolge, strukturne izrastke, imenovane njen akson. Ko je akson poškodovan in popolnoma prekinjen, se začne obnavljati in rasti proti svojemu prej odrezanemu drugemu koncu. Na prelomu v 21. stoletje se je o procesu veliko naučilo, a z omejeno znanstveno gotovostjo o natančnem mehanizmu so raziskovalci to ozko ciljno področje študija poimenovali vodenje aksonov.
Živčno celico lahko opišemo kot tri dele. Glavno telo celice, imenovano njena soma, ima veliko majhnih razvejanih izrastkov, imenovanih dendriti, ki zajemajo kemične podpise električnega signala. Za posredovanje signala soma ustvari električni naboj, ki utripa vzdolž drugega singularnega izrastka, njegovega aksona. Ne glede na to, ali gre za motorični nevron za nadzor gibanja mišic ali za senzorični nevron za zaznavanje žgečkanja kože, lahko en sam mikroskopsko tanek akson doseže od prsta na nogi do dna hrbtenice. Temeljno vprašanje vodenja aksona je, kako akson, ki raste in se aktivno podaljšuje, najde pot do pravilnega, izjemno natančnega terminalnega mesta.
Napačno ugibanje, da je celica interno vnaprej programirana, je zavrnjeno, saj vsaka celica vsebuje enak niz genetskih navodil. Zaključek je, da mora biti zunanji signal, večinoma kemični, v katerega se akson usmeri. Posledično mora konica rastočega aksona vsebovati receptor za prepoznavanje signala. Raziskovalci verjamejo, da je to eden od glavnih gonil vodenja aksonov.
Rastoči ali regeneracijski vrh aksona se imenuje njegov rastni stožec. Ugotovljeno je bilo, da se pri tem razvijejo nenavadne, zelo majhne izrastke, imenovane filopodije, ki pridejo v stik z okoliškim tkivom. Iščejo kemikalije, imenovane celične adhezijske molekule, ki jih večinoma najdemo na celičnih stenah določenih vrst tkiva, ki signalizirajo aksonu, da se prilepi na to mesto in nadaljuje iskanje. Tako lahko regeneracijski akson zraste za 0.08 – 0.2 palca (2-5 mm) na dan.
Raziskovalci so odkrili, da vsako filopodijo ne privlačijo le nekatere kemikalije, ampak jih druge tudi odbijajo. Odkrivanje teh kemikalij bodisi pospeši ali upočasni hitrost rasti aksonov, zato relativno odkrivanje iz vsake filopodije povzroči asimetrično rast. Akson je kemično voden, da raste v postopno popravljenih smereh. Ena od težav pri tem modelu vodenja aksonov pa je, da raziskovalci katalogizirajo številne biološke kemikalije, na katere reagira rastni stožec.
Povsem naravno se embriologija ali preučevanje zgodnjega razvoja organizma prepletata z raziskavami vodenja aksonov. Ena teorija, ki izhaja iz opazovanja jajc piščancev in žab, kaže, da aksoni rastejo v skladu s prostorsko topografijo. Relativna razpršitev kemičnih namigov iz množice bližnjih živčnih celic deluje kot nekakšna magnetna poravnava za organizacijo smeri rasti aksona. Druga teorija ugotavlja, da dvostranska simetrija najbolj zapletenih živali zahteva, da aksoni naletijo na odločitvene točke, imenovane komisure, da jih usmerijo v radikalno specifične smeri, kot sta desno ali levo. Obstajajo dokazi o določenih vrstah celic, imenovanih vodilne celice, ki vključujejo druge rastoče živčne celice, ki imajo ta učinek.
Človeški živčni sistem lahko razdelimo na centralni živčni sistem, ki ga sestavljajo možgani in hrbtenjača, ter periferni živčni sistem, ki se razveja po telesu. Veliko se je treba naučiti o tem, kako se živčne celice možganov in hrbtenjače regenerirajo in popravljajo. Domneva se, da bo boljše razumevanje bolj opaznega procesa regeneracije perifernih živcev vodilo do možnih terapij za poškodbe možganov in hrbtenice.