Il calcio è l'elemento centrale del processo perché, una volta raggiunta una certa concentrazione nella cellula, è in grado di attivare un processo per cui i recettori AMPA presenti nella cellula vengono trasferiti sulla membrana e i recettori già presenti lasciano passare una maggiore quantità di ioni. La sinapsi risulta così rinforzata. Inoltre, il calcio è in grado di attivare un secondo processo che porta alla creazione di nuovi recettori AMPA che, una volta inseriti nella membrana, modificano permanentemente la forza di connessione. Questo fenomeno assume un'enorme importanza a livello dei neuroni centrali, soprattutto nei neuroni del sistema ippocampale.