ومن خلال منع الجلوتامات من الارتباط بمستقبلات الحمض الأمينيNMDA، يعمل الكيتامين على زيادة إطلاق الجلوتامات، ويؤدي هذا بدوره إلى تنشيط أنواع أخرى من المستقبلات وتعزيز وظيفة وكثافة المشابك العصبية (الوصلات بين الخلايا العصبية) في مناطق من الدماغ حيث تسبب الإجهاد أو الاكتئاب في ضمور الخلايا. وقد تكون زيادة مرونة نقاط الاشتباك العصبي ــ قدرة المشابك العصبية على ضبط قوتها، وهو ما يشكل ضرورة أساسية لوظيفة الدماغ السليمة ــ السبب العصبي الحيوي وراء التأثير العلاجي الواضح في المرضى.
Dadurch werden andere Arten von Glutamat-Rezeptoren aktiviert und Funktion sowie Dichte der Synapsen (der Verbindungen zwischen Neuronen) in jenen Hirnarealen verstärkt, wo Stress und Depression eine Atrophie der Zellen verursacht haben. Die gesteigerte synaptische Plastizität – also die für eine gesunde Hirnfunktion unabdingbare Fähigkeit der Synapsen, ihre Stärke anzupassen - könnte der neurobiologische Grund für den offenkundigen therapeutischen Effekt bei Patienten sein.