기억과 학습 등을 설명할 때 흔히 사용되는 모델 중 하나로 반복적인 자극을 받는 경우 시냅스의 연결을 강화시킨다. 이러한 LTP는 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
- presynaptic neuron의 축삭돌기 말단에서 Glutamate를 방출한다.
- postsynaptic neuron의 수상돌기 가시에서 NMDA recepter와 AMPA recepter가 Glutamate와 결합하여 개방되고 , 등의 유입이 일어나 membrane potential이 상승한다.
- 차등전위가 세포체에 도달하고 축삭 부근에서 활동 전위가 형성되면서 수상 돌기 방향으로 역발화(backpropagation)가 일어난다.
- NMDAR의 이온 채널은 Mg 또는 Zn ion에 의해 막혀있지만 이러한 역발화로 인한 막 전위 상승으로 이온이 분리되면서 채널이 개방된다.
- NMDAR의 개방으로 인해 , 등이 유입되고 이러한 Ca ion은 다양한 단백질의 활성을 매개한다. 그중에는 AMPAR의 인산화나 trafficking 같이 시냅스의 효율을 강화시키는 과정이 포함된다.