Acetilcolina este un mesager chimic care transmite semnale prin sinapsele sistemului nervos. A fost primul neurotransmițător identificat și rămâne unul dintre cei mai versatili.

La joncțiunea neuromusculară declanșează contracția musculară. În creier, susține atenția, învățarea și memoria; pierderea progresivă a neuronilor producători de acetilcolină este o caracteristică a bolii Alzheimer. În sistemul nervos autonom, încetinește ritmul cardiac și stimulează digestia. Diferite tipuri de receptori - nicotinici și muscarinici - permit aceleiași molecule să producă efecte diferite în funcție de țesut.

Medicamentele care cresc nivelurile de acetilcolină, cum ar fi cele utilizate în tratamentul Alzheimerului în stadiu incipient, pot îmbunătăți modest simptomele cognitive. Medicamentele care o blochează, inclusiv unele antihistaminice și antidepresive, pot provoca uscăciune a gurii, vedere încețoșată și ceață a memoriei. Toxina produsă de Clostridium botulinum previne eliberarea de acetilcolină și, prin urmare, paralizează mușchii; în doze controlate este utilizată în scop medical și cosmetic.

Acetilcolina ilustrează modul în care o singură substanță chimică poate servi atât celui mai simplu act motor, cât și celor mai complexe operații mentale.