Pesquisadores da fisiologia humana sabem h? muito tempo que c?lulas nervosas individuais, tamb?m chamadas neur?nios, s?o uma das poucas c?lulas com capacidade de regenerar e se auto-reparar. Uma c?lula nervosa transmite sinais el?tricos atrav?s de uma longa protrus?o estrutural chamada ax?nio. Quando o ax?nio ? lesionado e rompe completamente, ele come?a a se regenerar e a crescer em dire??o a sua outra extremidade previamente cortada. Na virada do s?culo XXI, muito havia sido aprendido sobre o processo, mas com pouca certeza cient?fica sobre o mecanismo exato, os pesquisadores apelidaram esse campo de estudo de orienta??o restrita, a orienta??o do ax?nio.
Uma c?lula nervosa pode ser descrita como tendo tr?s partes. O corpo principal da c?lula, chamado soma, possui muitas pequenas sali?ncias ramificadas chamadas dendritos, que captam as assinaturas qu?micas de um sinal el?trico. Para retransmitir o sinal, o soma gera uma carga el?trica que pulsa ao longo de outra protrus?o singular, seu ax?nio. Seja um neur?nio motor para controlar o movimento muscular ou um neur?nio sensorial para detectar c?cegas na pele, um ?nico ax?nio microscopicamente fino pode alcan?ar do dedo do p? at? a base da coluna vertebral. A quest?o fundamental da orienta??o do ax?nio ? como o ax?nio em crescimento e alongamento ativo de um nervo encontra seu caminho para o local terminal correto e extremamente preciso.
A suposi??o equivocada de que uma c?lula ? pr?-programada internamente ? descartada, pois cada c?lula cont?m o mesmo conjunto de instru??es gen?ticas. A conclus?o ? que deve ser um sinal externo, provavelmente qu?mico, para o qual um ax?nio est? retornando. Consequentemente, a ponta de um ax?nio em crescimento deve conter um receptor para reconhecer o sinal. Os pesquisadores acreditam que este ? um dos principais fatores de orienta??o do ax?nio.
A ponta de um ax?nio em crescimento ou em regenera??o ? chamada de cone de crescimento. Verificou-se que ele desenvolve protrus?es incomuns e muito pequenas, chamadas fil?podes, que fazem contato com o tecido circundante. Eles est?o procurando por subst?ncias qu?micas chamadas mol?culas de ades?o celular, encontradas principalmente nas paredes celulares de certos tipos de tecido, que sinalizam o ax?nio para aderir a esse local e continuar pesquisando. Guiado assim, um ax?nio em regenera??o pode crescer at? 0,08 – 0,2 polegadas (2-5 mm) por dia.
Os pesquisadores descobriram que cada filopodia ? atra?do n?o apenas por certos produtos qu?micos, mas tamb?m repelido por outros. A detec??o desses produtos qu?micos acelera ou diminui a taxa de crescimento do ax?nio, e a detec??o relativa de cada filopodia resulta em crescimento assim?trico. O ax?nio ? quimicamente guiado para crescer em dire??es gradualmente corrigidas. Uma dificuldade com esse modelo de orienta??o do ax?nio, no entanto, ? que os pesquisadores est?o catalogando numerosos produtos qu?micos biol?gicos aos quais o cone de crescimento reage.
Naturalmente, a embriologia ou o estudo do desenvolvimento inicial de um organismo cruza a pesquisa na orienta??o axonal. Uma teoria derivada da observa??o dos ovos de galinhas e sapos sugere que os ax?nios crescem de acordo com uma topografia espacial. A dispers?o relativa de sinais qu?micos da multid?o de c?lulas nervosas pr?ximas atua como uma esp?cie de alinhamento magn?tico para organizar a dire??o de crescimento do ax?nio. Outra teoria observa que a simetria bilateral dos animais mais complexos exige que os ax?nios encontrem pontos de decis?o, chamados comisures, para direcion?-los em dire??es radicalmente espec?ficas, como direita ou esquerda. H? evid?ncias de certos tipos de c?lulas denominadas c?lulas guia, que incluem outras c?lulas nervosas em crescimento, que t?m esse efeito.
O sistema nervoso humano pode ser subdividido no sistema nervoso central, constitu?do pelo c?rebro e medula espinhal, e pelo sistema nervoso perif?rico que se ramifica por todo o corpo. H? muito a aprender sobre como as c?lulas nervosas do c?rebro e da medula espinhal se regeneram e reparam. Sup?e-se que uma melhor compreens?o do processo mais facilmente observ?vel de regenera??o dos nervos perif?ricos leve a poss?veis terapias para les?es cerebrais e da coluna vertebral.