Для пояснення притягання нервів кінцівкою, що розвивається, були запропоновані різні теорії. Було висловлене припущення, що від кінцівки дифузно поширюється якась специфічна речовина і що конус росту орієнтується в напрямку збільшення концентрації цієї речовини (рис. 8, А). Це явище, називане хемотаксисом, відіграє визначену роль у процесах агрегації в миксоміцетів, однак даних на користь його участі в системі нерв - кінцівка недостатньо. Більш того, переконливо показано, що ріст нервів визначається не хемотаксисом. Ріст волокон, що регенерують, у напрямку до частини нерва, що дегенерувала, можна порівняти з ростом нервових волокон у напрямку до кінцівки; на підставі цього було висловлене припущення, що завдяки хемотаксисові волокна, що регенерують, ростуть назустріч речовинам, виділюваним частиною нерва, що дегенерувала. Однак в експериментальній системі, що дозволяє волокнам, що регенерують, рости по двох каналах, з яких тільки в одному знаходиться ділянка нерва, що дегенерує, волокна ростуть по обох каналах, не виявляючи хемотаксису [6].

Рис. 8. Схема, що ілюструє три теорії, що пояснюють направляючий вплив почки кінцівки на ріст нервів кінцівки.

A. Деяка речовина (1), що утримується в кінцівці, дифундує через тканини до нервового гребеня. У процесі диференціювання нейробласта його конус росту попадає у зону слабкої концентрації цієї речовини, K1. Воно діє на мігруючий конус таким чином, що він завжди спрямований убік найвищої концентрації. У результаті конус росту мігрує до місця найвищої концентрації цієї речовини, Кт- Б. Між кінцівкою і нервовою трубкою встановлюється різниця потенціалів. Конус росту мігрує уздовж напрямку, у якому проходить струм.

B. Кінцівка, яка росте впливає на довгі вузькі частки, розташовані в середовищі між нею і нервовим гребенем. Конус росту мігрує уздовж орієнтованих часток, як це відбувається й у культурі тканини. Перші дві теорії (А и Б) не підтверджуються якими-небудь експериментальними даними.

Інша гіпотеза заснована на принципі гальванотаксиса, або орієнтації кліток відповідно до напрямку електричного струму, і виходить із представлення, що зростаюча структура заряджена негативно стосовно інших тканин організму (рис. 8, Б). При цьому допускається, що нерв, що розвивається, росте уздовж силових ліній електричного поля, що існує між спинним мозком і кінцівкою. Подібний механізм становлення іннервації кінцівки не підтверджений ніякими конкретними даними [7].

Концепція "контактної спрямованості" (contact guіdance) стверджує, що нервове волокно росте назустріч розвивається кінцівки під впливом механічних стимулів. Відповідно до цієї концепції, колоїдні частки в рідинах тіла зародка розташовані упорядковано; їх довгі осі орієнтовані в одному напрямку, і в цьому ж напрямку мігрує конус росту. Ця теорія заснована на результатах дослідів із тканинними культурами, у яких порівнювали ріст нервових волокон у середовищі з неорієнтованими й у середовищі з орієнтованими частками. У неорієнтованому середовищі нервові волокна ростуть з експлантата у всіх напрямках (рис. 9, А), а в орієнтованої - лише в напрямку орієнтації (рис. 9, Б). Якщо на одне покривне скло помістити дві культури нейробластів, то можна бачити, що під впливом їхнього росту середовище між ними стає орієнтованої, так що нервові волокна з обох культур ростуть в одному напрямку назустріч один одному (рис. 9, В). У концепції "контактної спрямованості" допускається, що зростаюча брунька кінцівки (або інший орган) викликає розтягання середовища між кінцівкою і спинним мозком і, таким чином, орієнтує вузькі довгі колоїдні частки в рівнобіжні ряди. Як тільки це відбувається, виникають свого роду "направляючі лінії", уздовж яких конус росту зустрічає менший опір, і нерви, що розвиваються, починають рости в цьому напрямку. Орієнтацією подібного роду можна також пояснити утворення нервового сплетення в підставі кінцівки.

Рис. 9. Орієнтація довгих вузьких часток у середовищі і її вплив на ріст нервових волокон.

А. Культура нейробластів у неорієнтованому середовищі. Нервові волокна ростуть у всіх напрямках. Б. Середовище орієнтоване шляхом розтягування, після чого нервові волокна ростуть паралельно один одному. В. Дві культури орієнтують середовище, що знаходиться між ними, і нервові волокна ростуть паралельно один одному.

Концепція "контактної спрямованості" зустрічає менше заперечень, чим дві інші гіпотези про причини росту нервових волокон у напрямку органів. Однак вона, очевидно, не дає повного пояснення спрямованого росту нервових волокон. Орієнтований субстрат може забезпечити загальний напрямок росту волокон, але навряд чи цим можна пояснити численні випадки дуже точної орієнтації волокон і встановлення специфічних функціональних зв'язків. Цілком можливо, що очна стеблинка служить механічним субстратом, що забезпечує вростання нервів у головний мозок, а субклітинної орієнтацією субстрату цілком можна пояснити ріст нервів у напрямку до кінцівки, однак подальший ріст цих нервів у мозку і кінцівці припускає існування інших, хоча, бути може, і подібних, механізмів. Мігруючі пігментні клітини, що беруть початок від нервового гребеня, можуть переміщатися уздовж ліній орієнтації субстрату, але цим не можна пояснити виникнення упорядкованих візерунків пігментації. У культурі ці клітки розташовуються на визначених відстанях друг від інша імовірно, таке їхнє розташування в культурі, а також міграція від нервового гребеня по бічних сторонах тіла тварини порозуміваються взаємним відштовхуванням кліток. Таким чином, навіть незважаючи на те, що "контактна спрямованість", можливо, визначає основні шляхи переміщення кліток до місця їхнього призначення, концентрація продуктів обміну речовин у цих клітках може служити стимулом для їхньої міграції і забезпечувати остаточний розподіл і положення кліток [6].

Заслуговують також згадування дані про існування іншого роду специфічності. Звичайно, як тільки нерви досягають кінцівки, яка розвивається, вони розподіляються в ній нормальним образом. Примітно, що якщо нерви доростають до добре розвитий передньої кінцівки, цілком позбавленої нервів, то в ній виникає той же тип іннервації, що й у молодій кінцівці, що розвивається; отже, нерви, потрапивши в кінцівку, що знаходиться на ранній або пізній стадії розвитку, розгалужуються однаково. Тенденцію нервових волокон рости уздовж вже існуючих кровоносних судин можна пояснити тим, що це шлях найменшого опору. Остаточно характер іннервації кінцівки, очевидно, встановлюється в результаті взаємодії рано розвиваються м'язів з рано розвиваються нервовими волокнами. Ця можливість найкраще виявляється при розгляді питання про вплив кінцівки на нервову систему і про специфічність нейронів.