突触不仅能够增强，还能持续减弱。长期抑制（LTD）是指突触效能的持久性降低，这种降低通常伴随特定的活动模式，例如低频刺激或特定的脉冲-时间关系。

LTD通过减少低效连接的影响来帮助优化神经回路。它发生在海马、皮层和小脑的许多突触处，与长时程增强作用有一些共同的分子机制，但涉及不同的信号级联。钙离子水平、磷酸酶活性和受体转运都参与其中。

在小脑中，平行纤维突触与浦肯野细胞之间的长时程抑制（LTD）被认为有助于运动学习。在海马和皮层中，LTD可能支持记忆的灵活性，并削弱不再有效的联想。LTD的紊乱与某些发育和精神疾病有关。

与增强作用一起，抑制作用提供了自适应电路修改所需的双向控制。