CoachHebb (1949) propôs que, quando um neurônio pré-sináptico participa repetidamente do disparo de um pós-sináptico, a conexão entre eles é fortalecida — “células que disparam juntas conectam-se”. A potenciação de longa duração (LTP) é sua forma experimental: uma salva breve de estimulação em alta frequência de uma via deixa as sinapses que ela ativou mais fortes por horas numa fatia e por semanas num animal. A LTP é específica da entrada (só as sinapses estimuladas mudam), associativa (uma entrada fraca pareada com uma forte para a mesma célula é potenciada) e exige cooperatividade entre as entradas para despolarizar a célula. A depressão de longa duração (LTD) é seu oposto, produzida por atividade prolongada em baixa frequência. Na plasticidade dependente do tempo de disparo, o sinal é dado pela ordem: um disparo pré-sináptico alguns milissegundos antes do pós-sináptico fortalece a sinapse; um logo depois a enfraquece, dentro de uma janela de cerca de para cada lado — de modo que uma sinapse aprende a prever, e não apenas a correlacionar.
উদাহরণ
Exemplo 19.5 (Duas entradas)
Um neurônio recebe duas entradas que costumam estar ativas juntas, de modo que . Os autovetores são com autovalor e com autovalor . Partindo de , a regra de Hebb, após muitos passos pequenos, gira em direção a : o neurônio aprende a responder às duas entradas juntas e a ignorar as raras ocasiões em que só uma dispara — ele extraiu a correlação. Com a regra de Oja os pesos se acomodam em . É nesse sentido que as sinapses hebbianas aprendem o que anda junto, e é por isso que a propriedade associativa da LTP, parear uma entrada fraca com uma forte, decorre da regra.