I livelli del neurotrasmettitore acetilcolina (ACh) sono ridotti. Anche i livelli di altri neurotrasmettitori serotonina, norepinefrina e somatostatina sono spesso ridotti. Rifornire l'ACh con anticolinesterasi è una modalità di trattamento approvata dalla FDA. Un metodo alternativo per stimolare i recettori ACh di tipo M1-M3 da parte di agonisti sintetici che hanno una velocità di dissociazione più lenta dal recettore è stato proposto come colinomimetico di nuova generazione nella malattia di Alzheimer .