सिनैप्टिक संचरण की प्रभावशीलता स्थिर नहीं होती। गतिविधि कुछ सेकंड से लेकर जीवन भर तक की अवधि के लिए सिनैप्स को मजबूत या कमजोर कर सकती है। इस सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी को सीखने और स्मृति के लिए एक प्राथमिक कोशिकीय तंत्र माना जाता है।

दीर्घकालिक अभिवर्धन और दीर्घकालिक अवसाद सबसे अच्छी तरह से परिभाषित रूप हैं। ये पूर्व- और पश्चात-सिनेप्टिक गतिविधि के समय और तीव्रता पर निर्भर करते हैं, अक्सर एनएमडीए रिसेप्टर्स के माध्यम से कैल्शियम प्रवाह की आवश्यकता होती है, और अंततः पश्चात-सिनेप्टिक रिसेप्टर्स की संख्या या गुणों तथा डेंड्रिटिक स्पाइन्स की संरचना को बदलते हैं। अल्पकालिक रूप जैसे कि सुगमीकरण और अवसाद, चल रहे व्यवहार के समय पैमाने पर सूचना प्रसंस्करण को आकार देते हैं।

प्लास्टिसिटी स्वयं में लचीली होती है: न्यूरोमॉड्यूलेटर, विकासात्मक अवस्था और पूर्व इतिहास, ये सभी कारक सिनेप्स में परिवर्तन की सुगमता को प्रभावित करते हैं। प्लास्टिसिटी की अनियमितता को व्यसन, दीर्घकालिक दर्द और विकासात्मक विकारों से जोड़ा गया है। व्यवहारिक अधिगम के लिए विशिष्ट सिनेप्टिक परिवर्तनों की आवश्यकता है या नहीं, यह परीक्षण करने के लिए प्लास्टिसिटी का प्रायोगिक प्रेरण और अवरोधन प्रमुख उपकरण बने हुए हैं।

कुछ सटीक समय पर होने वाले तीव्र उतार-चढ़ाव एक सिनैप्स को घंटों तक मापने योग्य रूप से परिवर्तित कर सकते हैं।