当然，突触的可塑性从来就没有完全丧失。即使是在成年人的视觉皮层里一个神经元在它的树突上已经有成千上万个突触并且在接受和处理视觉信息工作效率极高的情况下，仍然会不断地进行微小的调整，因为这些突触的每一个都有一点点可塑性。大脑中成百上千万亿个突触的每一个在人的一生中都会变得更强或更弱。这种一直延续到成年的突触可塑性是学习的基础。但是，年轻时那种快速进行的巨大变化对于成年人来说几乎是不可能的。

学习是大脑的一种不断可塑性。我们可以把学习看作是微调过程的延伸。事实上，赫布最初提出他的法则就是为成年动物的联想条件反射，即巴甫洛夫用狗来研究的那种学习，提供解释。狗在食物出现之前听到铃声就会流口水。食物可以让狗流口水。但是，如果在得到食物之前不断地听到铃声，把铃声和食物联系在一起的突触就会增强。要不了多久，只需要铃声就可以让狗流口水。

世界各地的研究人员想通过研究突触增强的方式来探讨学习的神经基础并因此发表了几千篇论文。概括起来，就是解释记忆回路，也就是把一个东西和另外一个东西联系起来如食物与铃声，是如何运作的。突触前神经元携带各种各样的输入信息。如果两个或以上同步活跃并导致突触后细胞发射脉冲，这些输入信息就被增强。

在一个典型的脊椎动物大脑里，兴奋性的突触前部分在发射脉冲时会释放神经递质，谷氨酸(glutamate）。突触后细胞主要有两种谷氨酸受体。一种打开离子通道使突触后神经元变得兴奋，而另外一种，叫”N-甲基-D-天冬氨酸”(N-methyl-D-aspartate, NMDA）受体，并不打开离子通道，除非首先被非NMDA受体启动。只有被非NMDA受体启动后，NMDA受体才会变得活跃。因此，NMDA受体是突触前谷氨酸释放和突触后细胞启动的“巧合探测器”(coincidence detectors）。一旦NMDA受体活跃起来，它们就会打开突触连接的突触后部分膜上的钙通道。钙的局部流动是一个信号，让更多受体释放更多谷氨酸以促使局部生长从而增强这个突触。另外，突触前部分得到反馈，变得更加有效和更加强大。

一开始，发出铃声信号的突触不足以启动导致流口水的突触后神经元，而食物总可以启动这些神经元。如果铃声突触在流口水神经元由于食物的出现就已经活跃起来时释放谷氨酸，铃声神经元就可以启动NMDA受体从而增强它们的突触。用不了多久，铃声突触就可以自己足以强大到可以直接启动流口水神经元了。

从根本上说，类似的分子机制就是大多数神经元把新的信息储存到改变了的突触中的方式。同理，NMDA受体也是微调阶段机制的关键。例如，在视觉发展的关键时如果使用药物抑制NMDA受体，视觉皮层的双眼性就会得以保留，即使一只眼睛在整个时期被蒙上。

赫布法则中暗含的因果关系是指，如果细胞Ａ比细胞B发射信号晚，那么细胞Ａ就不可能导致细胞B发射信号。因此，它们之间的突触就不会得到增强。相反，应当被削弱。加州大学圣地亚哥分校的Mu-Ming Poo和他的团队使用一个三个神经元（两个突触前视网膜神经节细胞和一个视顶盖突触后神经元）的系统来研究突触加强或削弱的同步性窗口期。研究结果表明，如果突触前细胞在突触后细胞发射信号的几十毫秒前发射信号，它们之间的突触就会增强。但如果突触前细胞在突触后细胞发射信号之后再发射，它们之间的突触就会被削弱。