神经元突触传递过程图：神经元轴突生长与突触连接

神经元突触传递过程图：神经元轴突生长与突触连接

哺乳动物神经系统发育的一个特征是先生成必须要更多的神经元和突触连接，之后会经历一个神经元凋亡和突触修剪的过程。神经元在发育过程中的重要任务是迁移到合适的位置并发出轴突与其他神经元建立联系。与合适的对象建立联系非常重要，有些神经元主要在本地建立投射联系，而有些神经的轴突需要跨越脑区到很远的地方与其他神经元建立联系。最远的神经元轴突可长达一米，如坐骨神经（图三）从腰椎位置发出一直延伸到脚底。

不具有眼睛的神经元在发育期间穿越不同区域最终来到目的地并建立突触联系是一个奇迹，现在我们已经对这个过程有深入理解。神经元轴突的生长由顶端一个称为生长锥（growth cone，图二中红色部分）东西引导，生长锥内部有两种骨架蛋白可以快速地堆砌和拆除，方便生长锥向着不同方向延伸探索。在发育阶段，生长锥向四周不断快速扩张又收回，一些信号蛋白在此时充当神经元轴突生长的方向指导。短距离范围内轴突的生长主要依赖信号蛋白浓度，而信号分子有的排斥，有的吸引其生长。长距离的生长引导则依靠一些在发育时期充当神经元轴突生长路标的细胞。通过长时显微镜下摄像（每小时一张照片），持续多天可以观察到发育时期神经元轴突快速探索周围环境并寻找连接对象。视频显示的是两个神经元在经过一番探索后终于握手成功形成突触连接。