Proč axony nezabloudí

Dospělý lidský mozek obsahuje přibližně 85 × 10⁹ neuronů navzájem propojených více než 10¹⁴ spoji (synapsemi), což je číslo tisíckrát větší než množství hvězd v naší galaxii a zároveň největší počet synapsí, který byl zjištěn u mozku jakéhokoli (dosud zkoumaného) živočicha. Předpokládá se, že právě množství synapsí a komplexita propojení neuronů podmiňuje úroveň nervové soustavy a její funkce. Pro správnou činnost mozku je přitom zásadní maximální přesnost, s jakou jsou nervové spoje vytvářeny. Je nutné si uvědomit, že neurony jakožto vysoce polarizované buňky vysílají své výběžky (axony) do vzdálenosti až několik metrů, avšak cíle, se kterými vytvářejí synapse (tj. s dendrity či těly cílových neuronů), jsou veliké pouze několik mikrometrů. Vytvořit spoj na takovou vzdálenost a s takovou přesností je stejné jako trefit z Prahy balon letící nad New Yorkem.

Precizního směrování rostoucích axonů během vývoje nervové soustavy si všiml již na konci 19. století Santiago Ramón y Cajal, obecně považovaný za zakladatele moderních neurověd, a svoji představu o navádění axonů shrnul ve své neurotropické teorii. Cajal předpokládal, že rostoucí axony a dendrity jsou naváděny chemotakticky pomocí přitažlivých látek uvolňovaných cílovými buňkami a že zásadní roli při navádění axonů a dendritů hraje jejich koncová část (tzv. růstový kužel), která je obdařena citlivostí na určité chemické látky, jež indukují její améboidní pohyb.¹⁾ Řízená, nenáhodná povaha navádění axonů byla následně potvrzena experimenty Rogera W. Sperryho (1913–1994, Nobelova cena za fyziologii a medicínu 1981) během studia regenerace optických nervů u žáby (Xenopus laevis) v čtyřicátých letech 20. století.