Нервные волокна не могут существовать вне связи с телом нервной клетки. Поэтому перерезка нерва ведет к гибели тех волокон, которые оказались отделенными от тела клеток.
У теплокровных животных уже через 2—3 дня после перерезки нерва периферический его отросток утрачивает способность к проведению нервных импульсов. Вслед за этим начинается дегенерация нервных волокон, причем миелиновая оболочка претерпевает жировое перерождение. Это выражается в том, что мякотная оболочка теряет миелин, который скопляется в виде капель, распавшиеся волокна и их миелин рассасываются и на месте нервных волокон остаются тяжи, образованные бывшей шванновской оболочкой. Все эти изменения впервые были описаны А. Валлером и названы по его имени валлеровским перерождением нервных волокон.
Регенерация нерва происходит очень медленно. Шванновские клетки, оставшиеся на месте дегенерировавших нервных волокон, начинают разрастаться вблизи места перерезки по направлению к центральному отрезку нерва. Со своей стороны перерезанные концы аксонов центрального отрезка нерва образуют так называемые колбы роста — утолщения, которые растут в направлении переродившегося периферического отрезка нерва.
От утолщенных концов волокон центрального отрезка отходят многочисленные (от 10 до 100) веточки, также с утолщенными концами, которые растут направлении периферического отрезка. Часть этих веточек попадает в старое ложе перерезанного нерва и продолжает расти в этом ложе со скоростью 0,5—4,5 мм в сутки до тех пор, пока не дойдет до cooтветствующей периферической ткани или органа, где волокна образуют окончания. С этого времени восстанавливается нормальная иннервация органа или ткани.
В различных органах восстановление функции после перерезки нерва наступает через разные сроки. В мышцах первые признаки восстановления функций могут появиться через 5—6 недель; окончательное восстановление происходит много позднее, иногда через годы.