Các nơron kết nối với nhau ra sao?
Nếu cho rằng trung bình một nơron có thể thiết lập các mối tiếp xúc với 1000 nơron khác, thì cách phân tích nhanh cho thấy số liên kết nối khả dĩ trong não là vào khoảng 101100. Hơn nữa, đôi khi một nơron có thể tiếp xúc với một tế bào ở cách xa hàng trăm nghìn lần độ dài của thân nó, tức soma. Tuy nhiên, nơron phải tìm được mục tiêu vì nếu không đạt được hoặc giữ được liên hệ có hiệu quả, nó sẽ chết.
Đầu một sợi trực đang mọc có hình thái rất đặc biệt, gọi là nón sinh trưởng. Đầu này có nhiều mấu lồi, là những tua vươn ra gọi là chân chỉ, dò dẫm tìm đường. Chân chỉ được bao phủ các bộ phận thu (chất nhận) giúp chúng ''đánh hơi'' mọi dấu hiệu. Những dấu hiệu này thuộc nhiều loại. Trước hết có những phân tử khuếch tán, được các tế bào đích phóng thích. Nón sinh trưởng hướng tới vùng có nồng độ cao nhất, nghĩa là tới nguồn của phân tử. Những dấu hiệu khác do các tế bào mang trực tiếp, được biết đổi thần các “bảng chỉ dẫn”. Những phân tử này hoặc kích thích, hoặc lái sự sinh trưởng của sợi trục. Dây thần kinh hoặc một số sợi thần kinh có thể chứa hàng vạn sợi trục cùng lúc và tạo thành một bó. Những sợi trục đầu tiên, gọi là sợi tiên phong, mở đường và cắm đường cho các sợi khác theo gót. Ngoài ra, để tránh thất bại, não thường lấy thừa. Dù ở đâu đã đủ kết nối, vẫn có khoảng hàng chục nơron cố gắn vào. Sau đó là loại bớt số kết nối thừa. Như vậy các nơron cũng có cuộc cạnh tranh, nơron nào có hiệu quả nhất sẽ tồn tại, thông qua một loại chọn lọc tự nhiên.
