Giả thuyết ức chế hóa dài hạn đã từ lâu được xem như là cơ chế quan trọng trong quá trình học tập và hình thành nên trí nhớ vận động. ỨCHDH ở tiểu não đóng vai trò chủ đạo quyết định tiến trình học tập vận động, và ỨCHDH ở hồi hải mã thực hiện nghĩa vụ xóa các thông tin thừa thãi, khai trừ đi các trí nhớ vô dụng hay không cần thiết đến. Tuy nhiên là vẫn có các cuộc nghiên cứu diễn ra ở các cấu trúc thần kinh cho thấy rằng ỨCHDH ở hồi hải mã không hẳn là quá trình đảo ngược lại hoàn toàn so với quá trình ĐTHDH, mà thay vào đó chúng góp phần tạo lập trí nhớ không gian.[29] Mặc dù là quá trình ỨCHDH cho đến thời điểm hiện tại đã được làm sáng tỏ với nhiều khía cạnh và góc độ khác nhau bởi các nhà khoa học thần kinh lỗi lạc trong giới thần kinh học, nhưng những giả thuyết về vai trò thực sự của nó trong việc học và nhớ vận động vẫn là chủ đề gây tranh cãi.[30]

Các cuộc nghiên cứu đã "móc nối" hiện tượng suy giảm hoạt động ỨCHDH diễn ra tại tiểu não với sự thương tổn quá trình học tập vận động. Trong một cuộc nghiên cứu, thực nghiệm biến đổi gen mã hóa loại thụ thể glutamate metabotropic loại thứ nhất (mGluR1) ở chuột vẫn duy trì cấu trúc giải phẫu tiểu não bình thường, nhưng quá trình ỨCHDH đã suy yếu đi và do đó làm tổn hại đến quá trình học tập vận động này.[31] Tuy nhiên thực sự mối quan hệ giữa quá trình ỨCHDH ở tiểu não và học tập vận động còn khá mơ hồ. Nghiên cứu trên chuột và chuột nhắt đã chứng minh rằng quá trình học tập vận động vẫn diễn ra bình thường khi quá trình ỨCHDH ở tế bào Purkinje bị chặn đứng bởi phân tử (1R-1-benzo thiophen-5-yl-2[2-diethylamino)-ethoxy] ethanol hydrochloride (T-588).[32] Cũng tương tự như thế, ỨCHDH tiếp tục bị phá vỡ bởi nhiều phương pháp và kỹ thuật khác nhau cho ra kết quả y hệt khi tiến trình học tập không bị ảnh hưởng, cũng như là các hành động liên quan trí nhớ đều diễn ra bình thường.[33] Tất cả những điều này kết hợp với nhau thể hiện mối tương quan giữa quá trình ỨCHDH diễn ra ở tiểu não và quá trình học tập vận động có thể vẫn chưa được khách quan.

Các cuộc nghiên cứu cũng đã cố gắng tìm ra sự kết nối giữa quá trình ỨCHDH ở hồi hải mã với lại trí nhớ. Tiến hành thả con chuột vào trong một môi trường mới, và quan sát tính mềm dẻo đơn synap (tức ỨCHDH) ở phân khu CA1 hồi hải mã.[29] Sau khi thí nghiệm xong thả con chuột trở lại môi trường cũ của nó, và điều thú vị quan sát được là hoạt động ỨCHDH không còn diễn ra nữa. Qua nghiên cứu người ta đã khám phá ra được rằng nếu con chuột được tiếp xúc với môi trường mới, thì các xung động điện thế diễn ra nhưng với tần số thấp hơn nhiều so với khi nó ở trong môi trường cũ.[29] Và khi mà con chuột gặp được môi trường mới, acetylcholine được giải phóng từ các nơron nhân vách giữa, dẫn đến quá trình ỨCHDH trong phân khu CA1.[29] Vì thế có thể kết luận rằng phân tử acetylcholine làm thuận hóa quá trình ỨCHDH ở hồi hải mã.[29]

Từ đó ta thấy được rằng quá trình ỨCHDH có mối tương quan với lại học tập không gian ở chuột, và nắm giữ vai trò quyết định trong việc hình thành nên bản đồ không gian với một sự chính xác đến mức hoàn hảo.[34] Đồng thời đó chính là cơ chế ỨCHDH và cơ chế ĐTHDH phối hợp với nhau để mã hóa bản đồ nhận thức, tạo nên sự đa dạng của các loại trí nhớ không gian khác nhau.[34][35]

Đã có bằng chứng cho thấy rằng quá trình ĐTHDH nhằm mã hóa không gian, trong khi đó quá trình ỨCHDH lại mã hóa các đặc điểm đặc trưng bởi không gian đó.[35] Cụ thể hơn nữa là quá trình mã hóa tạo thành trí nhớ diễn ra theo trật tự nhất định. Mã hóa tọa độ không gian mới là "quyền" của ĐTHDH, thông tin không gian mang tính định hướng do ỨCHDH mã hóa trong hồi răng (dentate gyrus), và các chi tiết chính xác của không gian ấy (sự vật hiện tượng) được mã hóa bởi quá trình ức chế hóa dài hạn trong phân khu CA1 hồi hải mã.[34]

ỨCHDH là cơ chế phân tử đối với chất gây nghiện cocaine

Diễn biến gây nghiện đặc trưng bởi phân tử cocaine được cho là xảy ra trong nhân nằm.[36] Sau quá trình sử dụng chất cocaine trong một thời gian dài, lượng thụ thể AMPA suy giảm ở nơron gai trung bình trong lớp vỏ nhân nằm.[36] Cơ chế loại trừ đi các thụ thể AMPA cũng tương tự như cơ chế ỨCHDH phụ thuộc thụ thể NMDA, và lý do người ta gán cho cơ chế mềm dẻo này là bởi vì khi không sử dụng cocaine nữa thì cơ chế này cũng giảm theo.[36] Trong giai đoạn sử dụng chất kích thích cocaine, cơ chế ỨCHDH diễn ra theo "một cách nhân tạo" trong nhân nằm. Và kết quả là khi một người trong trạng thái cai nghiện sẽ gặp hội chứng phụ thuộc, thì lượng thụ thể AMPA bắt đầu tăng lên trong các nơron nhân nằm. Cố nhiên đây là do tính cân bằng diễn ra với một quy mô là tại synap.[36] Như thế tăng tổng hợp các thụ thể AMPA gây ra hiện tượng siêu hưng phấn (hyperexcitability) trong các nơron tại nhân nằm.[36] Hiệu ứng siêu hưng phấn này được cho là bắt nguồn từ sự giải phóng các phân tử GABA từ nhân nằm trong diện trần trước (ventral tegmental area), làm cho khả năng kích thích của các nơron dopaminergic trong diện trần trước kém đi, và như vậy dẫn đến các triệu chứng điển hình của hội chứng phụ thuộc.[36]