長期増強とは、神経経路への短時間かつ高頻度の刺激によってシナプス伝達の強度が持続的に増加する現象である。これは、学習と記憶の根底にある細胞メカニズムとして広く認識されている。

シナプス前ニューロンがシナプス後ニューロンに対して迅速かつ繰り返し発火すると、シナプスの効率が向上します。後続の信号はより大きなシナプス後応答を生み出します。このプロセスはNMDA受容体に大きく依存しており、NMDA受容体はシナプス後細胞がすでに脱分極している場合にのみカルシウムイオンの流入を可能にします。カルシウムイオンは分子カスケードを引き起こし、より多くのAMPA受容体を細胞膜に挿入し、新たな樹状突起棘の成長などの構造変化につながる可能性があります。

長期増強は海馬において最も広範に研究されてきたが、同様のプロセスは他の脳領域でも起こる。LTPの分子段階を阻害すると、動物の特定の学習形態が損なわれる一方、それらを促進することで学習能力が向上する。この現象は、経験と神経回路の持続的な変化を結びつける具体的な架け橋となる。

シナプスが最近の強い活動を記憶して強くなる場合、長期増強が働いている。