过去几十年里，越来越多的科学证据证明，记忆是被编码的永久性神经元交流变化和神经元间相互交联的强度。学习的过程会唤起细胞中独特的电活性，从而影响对信号源的反应行为、基因的表达和超越学习本身的细胞形态。

“你可能会说这些变化明确了记忆痕迹所对应的细胞关联，”神经科学研究中心的研究员，同时作为该研究的共同首席作者之一的Friedrich Johenning说。“我们的工作主要集中于，通过可执行长期应答变化的神经元来确定生理学机制，”另一位首席作者，Anne-Kathrin Theis说。

进行这项研究的科学家们表示，运动电势导致脊柱内钙离子应答反传至树突的过程可达到长期的增强效果。脊柱是小型树突状的结构，该结构利于脊柱与周围神经细胞间的交流。当反向传播的动作电势遇见这类脊柱，脊柱内的钙离子会随着细胞膜上离子通道快速进入，并产生浓度变化。此外，细胞内的鱼尼丁受体会被激活，并刺激细胞内钙离子的释放。细胞内存储钙离子的释放导致钙离子应答反应发生长期的变化。其中的钙离子应答是因为受到脊柱内的电脉冲而被引出的。值得注意的是，这些变化本质上是区域性的，并受限于各自的脊柱——临近的过程仍然不受影响。

“现在面临的挑战是，确定影响脊柱特异性，长期性改变钙离子应答的因素。其中的这些应答常常表现在神经细胞间突触的交流之上。对于我们而言同样重要的是，建立一个神经精神病学疾病条件下的病理学钙离子应答变化关系，”资深作者及该研究的主持Dietmar Schmitz说到。