Các khớp thần kinh không chỉ có khả năng tăng cường mà còn có thể suy yếu một cách dai dẳng. Suy giảm dài hạn, hay LTD, là sự suy giảm kéo dài hiệu quả của khớp thần kinh theo những mô hình hoạt động cụ thể, thường là kích thích tần số thấp hoặc các mối quan hệ thời gian xung điện cụ thể.

LTD giúp tinh chỉnh các mạch thần kinh bằng cách giảm ảnh hưởng của các kết nối ít hữu ích. Nó xảy ra ở nhiều khớp thần kinh trong hồi hải mã, vỏ não và tiểu não, và chia sẻ một số cơ chế phân tử với sự tăng cường dài hạn trong khi tham gia vào các chuỗi tín hiệu khác biệt. Nồng độ canxi, hoạt động phosphatase và sự vận chuyển thụ thể đều có liên quan.

Ở tiểu não, hiện tượng suy giảm dài hạn (LTD) tại các khớp thần kinh sợi song song trên tế bào Purkinje được cho là góp phần vào quá trình học vận động. Ở hồi hải mã và vỏ não, LTD có thể hỗ trợ tính linh hoạt của trí nhớ và làm suy yếu các liên kết không còn hiệu lực. Sự gián đoạn của LTD có liên quan đến một số tình trạng phát triển và tâm thần.

Cùng với sự tăng cường, sự ức chế cung cấp khả năng điều khiển hai chiều cần thiết cho việc điều chỉnh mạch thích ứng.