Akson büyümesi ve onu etkileyen faktörler beynin devrelerinin belirlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Moleküler gradyanlar ve konsantrasyonların yanı sıra yanma düzenleri de, aksonal büyüme yönünü ve bu aksonun sinapslarını oluşturduğu yönü belirlemeye yardımcı olur. Bilimsel topluluk içinde yürütülen önemli bir çaba, akson büyümesini belirleyen tüm faktörlerin kataloglanması ve kapsamlı bir genel bakışının oluşturulması amaçlanmaktadır. Akson büyümesi ve ilişkili sinaps oluşum süreci, beyindeki hangi hücrelerin doğrudan birbirleriyle iletişim kurduğunu ve bilgilerin nasıl işlendiğini kontrol eder.
Semaforinler ve pleksinler, beyinde ifade edilen molekül sınıflarıdır. Hücre yüzeyleri üzerindeki ligandlar veya beyinde moleküler yoğunluk gradyanları oluşturan serbest kayan serbest moleküller olarak ifade edilebilirler. Belirli konsantrasyonlarda, belirli hücre tiplerinin aksonlarını kendilerine doğru büyümesi için çekebilme kabiliyetine sahipler ve diğer konsantrasyonlarda, itici olarak davranma yeteneğine sahipler. Bu, akson büyüme evreleri sırasında kılavuzlar olarak işlev görmelerine izin verir, ancak tüm yerel aksonları moleküler yönlendirme moleküllerini serbest bırakan hücreye doğru çekerek çekmekten kaçınmaları için.
Atasözünde ifade edilen akson büyüme dernekleri hala vardır, "birlikte ateşleyen hücreler". Başka bir deyişle, belirli sınıf tiplerindeki hücreler veya belirli bir bilgi sınıfını işleyen hücrelerin, nöral devre motiflerinde diğer hücrelerle sinaps oluşturma olasılığı belirlenmiş olacaktır. Bu fenomen, beynin bilgiyi nasıl işlediğini anlamak için bilim adamlarının kullanabileceği, beyinde tekrarlanan devre modellerini yaratır.
Hücresel gelişimde çok erken bir nöronun farklılaşmamış nöritleri vardır. Bu hücresel somatik işlemler, yakındaki diğer hücrelerle temas etme veya belirli moleküllere veya farklılaşmaya neden olan büyüme faktörlerine maruz kalma gibi belirli durumlar ortaya çıkıncaya kadar belirsiz kalır, burada bir nörit bir akson haline gelir ve hücre soma üzerinde kalan nöritler dendritler olarak gelişir. Bu olduğunda, akson haline gelen nörit, akson benzeri özelliklerin uzamaya ve gelişmesine başlar. Bu özellikler arasında dendritik dikenlerin olmaması, diğer nöritlerden daha ince bir görünüm ve ortak terminal arborizasyonları bulunur.
Beyin gelişimi sırasında, aksonlar, organizma olgunlaştıkça daha sonra budanmakta olan yönlerde büyüme eğilimindedir. Bu girdiler bir zamanlar kullanılmış olabileceğinden, ancak artık kullanılmadığı için, bir insan fetüsünün bir kuyruk geliştirmesiyle aynı özellik, yakında yok olan aynı şekilde evrimsel bir gerileme olarak kabul edilir. Akson büyümesinin yalnızca sürekli olarak budanması için gelişmesi gereksiz olsa da, nöral devrelerin oluşum şeklini belirleyen birçok faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Gelişimdeki biraz fazladan görünüşte, artık bilimsel anlayışın ötesinde kendi kullanımları olabilir.
