Per indurre potenziamento a lungo termine è necessario che la membrana post-sinaptica sia depolarizzata nell'intervallo di tempo in cui il terminale pre-sinaptico libera glutammato. Si può ottenere sperimentalmente questa situazione usando la stimolazione tetanica. Il legame con il glutammato apre i canali dei recettori AMPA (in cui passano ioni sodio e potassio), mentre la depolarizzazione che ne consegue fa staccare gli ioni magnesio per repulsione elettrostatica dai recettori NMDA consentendo il passaggio (oltre al sodio e al potassio) anche agli ioni calcio. 