המוח שלנו מורכב ממאות מיליארדי תאי עצב המתחברים זה לזה ויוצרים רשתות עצבים בעלות תפקידים מוגדרים במוח. השאלה כיצד מתארגנות רשתות כאלה, וביתר פירוט כיצב תאי עצב בודדים מוצאים את דרכם זה לזה ומתחברים לכדי רשתות, היא שאלה בסיסית וחשובה. מענה לשאלה זו חשוב לפיתוח טיפולים בפגיעות במערכת העצבים ולבניית רכיבים אלקטרוניים שישולבו עם תאי עצב. למרות המחקר הרב בנושא זה, איננו יודעים באופן מספק כיצד תא עצב בודד גדל ומתפתח ומה הקשר בין המבנה שלו לתפקיד שלו . מטרת המחקר שלנו היא להעמיק את ההבנה של מנגנוני הצמיחה בתאי עצב ולפתח שיטות לשליטה במבנה של תאי עצב במהלך צמיחתם ובהנדסת רשתות עצבים. במחקר זה התמקדנו במשפחות של חלבונים שמובילים את צמיחת האקסון – שלוחת תא העצב – שיוצא מתא עצב אחד לאחר. כמו כן, בחנו את האינטראקציות בין תאי עצב כמנגנון חשוב בהתפתחותם. בנוסף פיתחנו מודלים מתמטיים שהראו כי למבנה תא העצב יש תפקיד חשוב בפעילות שלו והצענו את המבנה כמנגנון לקידוד מידע עצבי. בהתבסס על המחקר הזה פיתחנו משטחים שעליהם גידלנו תאי עצב בצורה מכוונת ומשמעותית. ניתחנו את מבנה תאי העצב וניתחנו את הפרופיל הגנטי שלהם בשלבים השונים של הצמיחה וברמות קישוריות שונה ביניהם.