Cuando se empareja un estímulo auditivo (EC) con una descarga eléctrica en la pata (EI), los dos tipos de información convergen en el núcleo lateral de la amígdala. Este núcleo se conecta, directamente y a través del núcleo basal accesorio, con el núcleo central, el cual se conecta con regiones del cerebro que controlan diversos componenetes de la respuesta emocional. Las lesiones de cualquier parte de este circuito alteran la respuesta.
Los registros de neuronas individuales del núcleo lateral de la amígdala indican que el condicionamiento clásico cambia la respuesta de las neuronas al EC. Parece ser que el mecanismo de plassticidad sináptica que opera en este sistema es la potenciación a largo plazo mediada por receptores NMDA. La infusión de sustancias químicas que bloquean la PLP en el núcleo lateral bloquea el establecimiento de respuestas emocionales condicionadas.