与数十种引导远足者从险峻的喜马拉雅山脉到达山顶的夏尔巴协作类似，神经系统依靠精心设计的时机和指导线索的位置来确定神经元轴突(如线状投影)的位置，从而成功到达身体。现在，Salk研究所的研究人员通过侦听方向来发现神经元如何在棘手的细胞环境中导航，同时过滤掉不适当的指令以避免迷路。研究结果发表在Neuron上。

“神经系统中有2万亿个基因控制着100万亿个连接，其中大约10个基因家族参与了控制轴突的控制。我们想了解自然界中用来连接最复杂的生物机器的聪明的遗传系统。宇宙”，资深作者，霍华德·休斯医学研究所研究员索尔克(Salk)教授塞缪尔·普法夫(Samuel Pfaff)说。“因此，我们着手研究运动神经元如何找到它们与身体肌肉的联系，这对我们的大脑将信息传递到我们的肌肉以允许运动至关重要。”

大脑控制数百种不同的肌肉，以实现精确的运动。在发育过程中，脊髓中的运动神经元将其轴突延伸到中枢神经系统之外，从而与体内的肌肉细胞相连接。每个运动神经元都依赖于一组基因来确保轴突正确地生长到肌肉。

“从广义上讲，我们希望通过鉴定与异常运动神经元发育有关的基因，我们能够更好地理解在诸如癌症等其他情况下细胞信号转导的复杂性，”第一作者戴夫·波纳诺米(Dario Bonanomi)说，他是Pfaff实验室的前博士后。现在是圣拉斐尔科学研究所的小组负责人。“这项工作不仅向我们展示了神经系统的发展方式，而且还向人们展示了细胞如何在体内进行交流，移动和创造结构。”

为了寻找对运动神经元轴突指导重要的基因，研究小组进行了基因筛选，并观察到了在他们设计的小鼠模型中，运动神经元使用绿色荧光蛋白在轴突生长的地方。然后，团队追踪了轴突，以了解何时制定了正确和错误的生长决策。通过这种轴突跟踪，科学家们鉴定出了导致运动轴突误导的基因突变。在这种情况下，运动神经元轴突绕了弯，并且从未正确连接到肌肉。

经过更深入的研究，科学家发现这些运动神经元爬上了脊髓的边缘，而不是正确地退出以达到其肌肉目标。研究小组将导致这种有害突变的基因精确定位为p190，该基因先前已知在癌症抑制中起作用，但在发育过程中并未参与建立神经元连接。

研究人员进行了一系列实验，研究p190如何影响离开脊髓的轴突。他们发现，尽管轴突通常被脊髓中一种叫做netrin的蛋白质所吸引，但p190在较短的时间内充当了遮盖物，因此轴突忽略了netrin并被引导至脊髓外。轴突安全离开中枢神经系统后，该遮光罩将被移除。没有p190，轴突会被netrin吸引，并且不能正确离开脊髓，因此永远不会与肌肉连接。

本杰明·H·刘易斯(Benjamin H. Lewis)主席的持有人普法夫(Pfaff)补充说：“这些结果提供了对细胞相互之间无法想象的复杂性的机械理解。”