LTP (ang. long-term potentiation), czyli długotrwałe wzmocnienie synaptyczne to zjawisko, które jest bardzo ważne w procesie zapamiętywania i uczenia się. O tym zjawisku mówimy, gdy wielokrotnie przekazywany sygnał w tej samej synapsie inicjuje zwiększenie wydajności owej transmisji. Innymi słowy, gdy sąsiadujące ze sobą komórki nerwowe często się ze sobą kontaktują, zaczynają być bardziej wrażliwe na ten kontakt i szybciej reagują. Można to też porównać do wydeptywania ścieżki na trawniku — z każdą przeprawą przez początkowo dziewiczą trasę podłoże staje się twardsze, ścieżka lepiej widoczna, a spacer szybszy i łatwiejszy.

Dzięki temu procesowi w mózgu tworzą się bardzo sprawne ścieżki połączeń nerwowych. Przekłada się to na zapamiętywanie informacji i możliwość ich łatwego odtworzenia z pamięci w przyszłości. Wiele działań ukierunkowanych na poprawę pamięci, również tych farmakologicznych działa m.in. poprzez zwiększanie efektywności LTP.

Zjawisko długotrwałego wzmocnienia synaptycznego zostało odkryte przez norweskiego neuronaukowca Terje Lømo w 1966 roku.

Przeciwieństwem LTP jest LTD (ang. long-term depression), czyli długotrwałe osłabienie synaptyczne.