Τα νευρικά κύτταρα διασυνδέονται μέσω επεκτάσεων που ονομάζονται άξονες, οι οποίες σχηματίζουν ένα δίκτυο μέσα στις νευρικές ίνες και τον εγκέφαλο. Αυτά εκτείνονται από το κυτταρικό σώμα, ή το σώμα, μέχρι τα άκρα όπου οι συνάψεις μεταδίδουν ηλεκτρικά σήματα σε άλλα νευρικά κύτταρα. Ο εκφυλισμός του άξονα μπορεί να συμβεί ως αποτέλεσμα τραυματισμού ή ασθένειας. Εάν ο κλάδος του άξονα είναι κομμένος, το διαχωρισμένο τμήμα συνήθως διασπάται, μαζί με ένα προσαρτημένο τμήμα κοντά στο σημείο της διακοπής. Ορισμένες πρωτεΐνες μπορεί να εμπλέκονται στη διαδικασία εκφυλισμού των αξόνων, αλλά από το 2011 δεν είναι γνωστό ποιες ακριβώς ή πώς προχωρούν στη διάσπαση του κυτταρικού υλικού.
Όταν διασπαστούν οι νευράξονες, αυτό ονομάζεται εκφυλισμός του Wallerian. Η διαδικασία παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1850, αλλά η ακολουθία των γεγονότων που πυροδοτούν τη διαδικασία παραμένει ασαφής. Επίσης, δεν υπήρξε μια γενική λειτουργία που θα μπορούσε να διαταραχθεί για να σταματήσει τη διάσπαση των αξόνων. Ο εκφυλισμός του άξονα επηρεάζεται συνήθως από τρία πράγματα: την εσωτερική δυναμική του κυττάρου, πώς αντιδρά ο νευρώνας σε τραυματισμό και τις μοριακές διεργασίες κατά τη διάρκεια του εκφυλισμού.
Το υπόλοιπο τμήμα του άξονα στο κύτταρο συνήθως εκφυλίζεται λίγο μετά από ένα διάλειμμα, αλλά μπορεί να επιβιώσει. Οι αλλαγές στο σώμα των νευρικών κυττάρων καθιστούν δυνατή τη διάσπαση θραυσμάτων του άξονα. Οι κλάδοι των νευρικών κυττάρων μπορούν να εκτείνονται για χιλιάδες φορές τη διάμετρο του κυττάρου. Οι νευράξονες μπορούν να σπάσουν κόβοντας, θρυμματισμένοι ή κατεψυγμένοι και οι χημικές αντιδράσεις μπορούν επίσης να τους βλάψουν. Τα νευρικά κύτταρα μπορούν επίσης να υποστούν περαιτέρω επιδείνωση μετά από τραυματισμό όταν ενεργοποιηθούν οι πρωτεΐνες για να ανταποκριθούν στην αρχική βλάβη.
Τραυματισμοί και ποικιλία νευρολογικών παθήσεων μπορεί να οδηγήσουν σε εκφυλισμό αξόνων. Η νόσος Αλτσχάιμερ καθώς και η νόσος του Πάρκινσον μπορούν να προχωρήσουν καθώς πολλά νευρικά κύτταρα χάνουν τις συνδέσεις τους. Καταστάσεις όπως ο διαβήτης και το γλαύκωμα συχνά προκαλούν τέτοιες φυσικές επιδράσεις και στα νευρικά κύτταρα. Το ίδιο και οι νευρολογικές επιδράσεις της χημειοθεραπείας. Οι τραυματισμοί μπορεί να περιλαμβάνουν άμεσες κρούσεις και άλλες δυνάμεις στον ιστό του νεύρου και του εγκεφάλου που μπορούν να σχίσουν φυσικά τους νευράξονες.
Οι ερευνητές έχουν βρει στοιχεία ότι οι νευρώνες μπορούν να προγραμματιστούν εσωτερικά για τον εκφυλισμό των αξόνων. Γενικά δεν είναι γνωστό πώς προχωράει αυτό σε μοριακό επίπεδο, αλλά οι ερευνητές έχουν εντοπίσει μερικές από τις εμπλεκόμενες πρωτεΐνες. Διαταράσσοντας αυτές τις πρωτεΐνες, ο εκφυλισμός λόγω χημειοθεραπείας έχει καθυστερήσει στις μελέτες. Υπάρχει μια συνεχής αναζήτηση, από το 2011, για να βρεθεί μια κοινή μέθοδος εκφυλισμού αξόνων, έτσι ώστε οι ιατρικές θεραπείες να μπορούν να τον αποτρέψουν σε διάφορες περιπτώσεις.