[[Afbeelding:Schematisch voorbeeld assocatieve LTP.png|thumb|300px|Schematisch voorbeeld van assocatieve LTP. A: sterke puls leidt to potentiatie van synaps. B: zwakke puls is niet effectief. C: zwakke puls wel effectief door depolarisatie van postsynaptisch membraan door sterke puls]]Een bijzonder geval van LTP is associatieve LTP. Hierbij wordt een associatie gevomdgevormd tussen twee prikkels, bijvoorbeeld een zwakke en een sterke puls, die gelijktijdig of kort na elkaar op verschillende locaties van het presynaptisch membraan worden aangeboden. Normaal gesproken zal alleen de sterke puls (of pulsentrein) leiden to depolarisatie (vuren) van cellen in CA1. Als echter een zwakke puls gelijtijdig met (of kort na) de sterke puls wordt aangeboden, blijkt ook de reactie op de zwakke puls versterkt te worden: blijkbaar is nu ook de synaps van de zwakke puls gepotentieerd. Het mechanisme hierachter berust wederom op de specifieke eigenschappen van NMDA receptoren. Door de eerder aangeboden pulsentrein verkeert namelijk het postsynaptisch membraan nog in een gedepolariseerde toestand, waardoor het glutamaat in de synaps van de zwakke puls de magnesium blokkade zal opheffen en Calcium kan instromen.
