La acetilcolina se sintetiza a partir de la colina y el acetilcoenzima A. Se concentra principalmente en el núcleo septal medial y se proyecta desde los núcleos basales al córtex, tálamo, amígdala e hipocampo. Tiene funciones motoras, neuroendocrinas, parasimpáticas y sensoriales como la percepción del dolor y la memoria. Los receptores de acetilcolina son nicotínicos y muscarínicos.