Οταν μια σύναψη πυροδοτεί για μικρό χρονικό διάστημα σε υψηλή συχνότητα, τότε γίνεται πιο ευαίσθητη, παρουσιάζοντας περίπου διπλάσια αλλαγή δυναμικού σε κατοπινούς ερεθισμούς. Αυτή η προσωρινή ενίσχυση της σύναψης είναι η βάση της μνήμης βραχείας διάρκειας. Αν και η διαδικασία δεν έχει κατανοηθεί πλήρως, οι ερευνητές γνωρίζουν ότι η μόνιμη ενίσχυση της σύναψης, ώστε να σχηματιστεί μνήμη μακράς διάρκειας, απαιτεί το μετασυναπτικό κύτταρο να παρασκευάσει πρωτεΐνες που ενισχύουν μόνιμα τις συνάψεις. Αυτές οι πρωτεΐνες προσθέτουν περισσότερους υποδοχείς και γενικότερα τροποποιούν το μετασυναπτικό μέρος της σύναψης, ενώ δεν αποκλείεται να επηρεάζουν και την ευαισθησία του προσυναπτικού κυττάρου.