Jednym z najszerzej rozpowszechnionych typów neuronów w mózgu jest neuron cholinergiczny, którego komórki produkują w zakończeniach substancję zwaną acetylocholiną. Uwalniana z zakończeń nerwowych acetylocholina pobudza swoiste receptory, które mogą być różnego typu. Ze względu na to, z jakimi substancjami obcymi oddziałują one najsilniej nazywamy je bądź receptorami nikotynowymi (jak łatwo się domyśleć, pobudza je bardzo silnie nikotyna), bądź muskarynowymi, które pobudzane są przez jedną z trucizn występujących w naszym kropkowanym muchomorze, Ammanita muscaria, od którego wzięła nazwę. Nadmierne pobudzenie układu cholinergi cznego prowadzi do szybkiej śmierci. Na ich konsekwencje szczególnie wrażliwe są owady, stąd też związki powodujące nadmierne nagromadzenie się acetylocholiny, tzw. inhibitory cholinesterazy, są popularnymi insektycydami. W większych stężeniach zabijają one również ssaki: gaz trujący stosowany przez hitlerowców w obozach zagłady, osławiony tabun, a także niektóre współczesne gazy bojowe, tzw. gazy nerwowe, są inhibitorami cholinesterazy i hamując naturalny rozkład acetylocholiny w mózgu doprowadzają do jej nadmiernego nagromadzenia i śmiertelnego pobudzenia układu cholinergicznego. Układ cholinergiczny budził od dawna żywe zainteresowanie badaczy pamięci. Badania nad wpływem leków pobudzających i hamujących przepływ sygnałów w układzie cholinergicznym doprowadziły do wniosku, że synapsa cho linergiczna jest zasadniczą częścią systemu magazynującego pamięć. Uczenie miałoby powodować systematyczne zmiany w pobudliwości synapsy cholinergicznej, które utrzymywałyby się przez tygodnie i były podstawą pamięci. Podania niewielkich dawek leków pobudzających układ cholinergiczny (wśród nich także nikotyny) ułatwiały przypominanie wyuczonych zadań.
