Nel 1914 Dale nota attività insolite in un estratto di ergot; il principio attivo responsabile di questi effetti, in seguito verificato essere l’acetilcolina, viene isolato da un suo collaboratore, Arthur James Ewins. In seguito Dale dimostra che l'azione dell'acetilcolina sui muscoli e sulle ghiandole normali è molto simile a quella causata dalla stimolazione del sistema nervoso parasimpatico. Queste osservazioni non hanno alcuna conseguenza diretta sul momento, poiché non vi è alcuna prova evidente della presenza di tale molecola nel corpo animale. 