hoe werkt langetermijnpotentiatie?

Het geheugen maakt gebruik van synapsen om informatie op te slaan. De opgeslagen informatie is echter nog erg abstract, er ligt geen hele trouwdag opgeslagen in één synaps.
Neuropsycholoog Larry Squire veronderstelde dat het geheugen werkt door verbanden aan te leggen tussen verschillende gebeurtenissen. Verbanden tussen verschillende zenuwcellen, door synapsen. Psycholoog Donald Hebb was de eerste die bedacht dat bij een verband tussen zenuwcel A en B, het stimuleren van A bij zou dragen aan de activiteit in B. Wanneer B telkens kort na A wordt gestimuleerd, zou dit resulteren in meer activiteit bij B na het stimuleren van A dan voorheen. De verbinding A-B is daarmee versterkt.
Deze theorie is getest op ratten. Wanneer met regelmatige tussenposen zenuwcel A werd gestimuleerd, zag men een kleine activiteit in cel B. Vervolgens werd cel A blootgesteld aan een grote hoeveelheid impulsen. Doordat cel B na iedere impuls in cel A, activiteit vertoonde, werd cel B als het ware getraind om activiteit te tonen na activiteit in cel A. Hiermee werd de binding cel A met cel B versterkt. Wanneer even later de impulsen weer afnamen naar het niveau aan het begin, bleek de activiteit in B veel hoger dan eerst. Ook nu betekent dat, dat de verbinding versterkt is. De rat zal (als het niet zo was dat zijn hersenen eruit gesneden waren), wanneer zenuwcel A maar vaak genoeg geactiveerd wordt, het verband blijven ‘zien’ met B. De rat heeft als het ware nieuwe informatie opgeslagen in zijn geheugen.
Zoals vermeld begint een impulsoverdracht vanuit zenuwcel A door het uitscheiden van een hoeveelheid neurotransmitter via het presynaptisch membraan van cel A. Er zijn veel verschillende soorten neurotransmitters, maar in de zenuwcellen in de hippocampus (zie paragraaf hierna), is dit glutamaat. Deze stof hecht zich vervolgens aan twee verschillende receptoren (de MNDA en niet-MNDA receptor) op het postsynaptisch membraan van cel B. De niet-MNDA receptor laat bepaalde ionen de cel in en andere eruit, waardoor er een kleine depolarisatie optreed in de cel. Als de depolarisatie over een bepaalde drempelwaarde heen gaat, zal cel B ook impulsen sturen.
Zenuwcel A en B moeten dus kort na elkaar actief zijn zodat via de MNDA receptor ionen binnen kunnen worden geloodst. De ionen die door deze receptor binnen worden gehaald zijn Ca2+ ionen.