Nel 1921 Otto Loewi, dopo una serie di esperimenti, dimostra che il rallentamento del battito cardiaco delle rane, provocato dalla stimolazione del nervo vago, è dovuto alla liberazione di una sostanza chimica. Egli sospetta che quest’ultima possa essere l’acetilcolina, ma con cautela la chiama "sostanza vagale", fino a quando due colleghi di Dale, nel 1933, confermano tale ipotesi. Questi esperimenti chiariscono come gli impulsi nervosi sono in grado di agire sul cuore mediante la trasmissione chimica. Durante gli anni Trenta Dale e suoi collaboratori dimostrano che l’acetilcolina è presente nelle terminazioni dei nervi parasimpatici degli animali come prodotto rilasciato dalle fibre nervose e che viene rapidamente distrutta da un’esterasi. 