Szczególnie istotną rolę w formowaniu naszych poglądów na neurochemię procesów kognitywnych odegrała tzw. geriatryczna hipoteza cholinergiczna. Hipoteza ta opiera się przede wszystkim na stwierdzeniu, że u zmarłych na chorobę Alzheimera obserwuje się zawsze poważne uszkodzenie struktury mózgu zwanej jądrem podstawnym Maynerta. Jądro to wysyła neurony cholinergiczne do kory mózgowej, i wykazano, że doświadczalne jego uszkodzenia powodują deficyty pamięci, które mogą być odwracane lekami pobudzającymi układ cholinergiczny. Ponadto stwierdzono w doświadczeniach na zwierzętach i ludziach, że związki hamujące przekaźnictwo w neuronach cholinergicznych, np. skopolamina, utrudniają zapamiętywanie. Geriatryczna hipoteza cholinergiczna postuluje, że:
- W mózgu starych pacjentów, szczególnie z rozwiniętą demencją, zachodzi zaburzenie aktywności funkcji cholinergicznych;
- Zaburzenie to odgrywa istotną rolę w utracie pamięci i innych zaburzeniach kognitywnych związanych ze starością i demencją;
- Odpowiednie zwiększenie lub odnowa aktywności układu cholinergicznego może znacznie zmniejszyć stopień zaburzeń kognitywnych.
Niestety, z hipotezy cholinergicznej, wbrew oczekiwaniom, nie wniknęły konsekwencje praktyczne w postaci godnych zaufania leków przywracających pamięć w zespołach piennych.