Ez a fejezet az acetilkolin (ACh) muskarinikus hatását tárgyalja a hippokampuszban és a talamuszban. Intracelluláris technikák és a hippokampusz in vitro szeletpreparátumának felhasználásával megerősítést nyert az a korábbi munka, amely szerint az acetilkolin gerjesztő hatása a kérgi neuronokon lassan indul be. Az ingerlékenység növekedése során bekövetkező depolarizáció az ezeket a változásokat mindig kísérő jelentős membránellenállás-növekedés hiperbolikus függvénye, ahogyan azt meg lehetne jósolni, ha a változást a káliumvezetés csökkenése közvetítené. A macska-thalamusban extracelluláris regisztrációs technikák és mikro-iontophorézis alkalmazásával kimutatták, hogy mind az acetilkolin, mind a középagyi retikuláris formációból kiinduló feltételezett kolinerg pálya elektromos ingerlése gátló hatással van a nucleus reticularisban található szinte minden sejtre. Néhány milliméterrel arrébb, a ventrobazális komplexben ezzel ellentétes hatás lép fel, és minden sejt gerjesztett. Úgy tűnik, hogy az acetilkolin e két ellentétes hatása egyformán fontos közvetítője a szinaptikus hatékonyság növekedésének, amely az ébredéssel együtt jár.