הגברה סינפטית היא תהליך LTP ארוכת-טווח, או של חיזוק סינפטי המתרחש לאורך זמן, בין חיבורי נוירונים פרה-סנפטי ופוסט-סינפטי. במנגנון אחד, כאשר נוירונים פרה-סינפטיים יורים”שוב ושוב ומעוררים את התא הפוסט-סינפטי, פעולה זו גורמת לשינויים בסוג ובמספר ומעוררים את התא הפוסט-סינפטי, פעולה זו גורמת לשינויים בסוג ובמספר של תעלות יונים בקרום הפוסט-סינפטי, כגון בסוג אחד של קולטני גלוטמט שנקראים N-מתיל-D-אספרטט, או NMDA. קולטני NMDA בדרך כלל מושבתים על ידי יוני מגנזיום.עם זאת, בזמן דפולריזציה חזקה בעקבות גירוי המשכי, יוני המגנזיום מורחקים, מה שמאפשר ליוני סידן להיכנס. זרימת סידן זו יוזמת סדרת תגובות איתות אשר מסתיימת בסוג שני של קולטני גלוטמט, 5-אמינו-3-הידקוסי-α חומצה מתיל-4-איזוקסאזול-פרופנואית, AMPA בקיצור, שמוטמעים בתוך הקרום. במקרה זה, יותר יונים חיוביים זורמים לתוך הנוירון, מה שמגביר תגובה פוסט-סינפטית לאותו הגירוי הסינפטי.LTP היא חיונית ללמידה והיא אחת הדרכים להסביר את האמרה, תרגול מביא לשלמות”שכן התגובה המוגברת יכולה להימשך דקות עד שבועות, ואף יותר, אם ימשך הגירוי הפרה-סינפטי.