В конце концов, Лёви вернулся-таки к исследованию сердец лягушек в 1920-х годах, хотя и при необычных обстоятельствах.
Согласно рассказу Лёви, однажды ночью в 1921 году он заснул за чтением книги. Ему приснился сон, в котором он представил эксперимент, который может положить конец спорам о том, как нервы общаются друг с другом. Он проснулся посреди ночи, набросал несколько заметок об этом потенциально революционном эксперименте, а затем снова заснул. К его великому разочарованию, когда он проснулся утром, то не смог разобрать собственные ночные записи.
Следующей ночью он проснулся в 3 часа ночи после того, как снова представил эксперимент. На этот раз он не стал полагаться на свой почерк, поэтому он бросился в лабораторию, чтобы попробовать эксперимент. Лёви извлёк два бьющихся сердца лягушек и опустил их в их в две мензурки с физиологическим раствором, где они продолжали биться. Затем он стимулировал блуждающий нерв в одном из сердец, процедура, которая замедляет частоту сердечных сокращений. Он извлёк солевой раствор изнутри первого сердца, чей блуждающий нерв он стимулировал, и применил его ко второму сердцу. Это вызвало замедление второго сердца. Тогда он воздействовал электричеством на другие нервные волокна в первом сердце и ускорил его биение. Перенос солевого раствора заставил второе сердце ускориться, как он и видел во сне.
Лёви интерпретировал эти результаты так, что блуждающий нерв выделил какое-то вещество, которое вызвало изменение частоты сердечных сокращений. Тот факт, что вещество могло затем быть перенесено во второе сердце с помощью солевого раствора, укрепило его уверенность, что вещество было химическим. Лёви назвал предполагаемое химическое вещество «vagusstoff» (в переводе с немецкого означает «вещество вагуса»).
Прошло ещё несколько лет, прежде чем сэр Генри Дейл (Henry Hallett Dale, 1875 – 1968) выделил вещество и назвал его ацетилхолином.
Лёви и Дейл разделили Нобелевскую премию в 1936 году за то, что продемонстрировали важность химической передачи в нервной системе, а история Лёви об эксперименте, который ему привиделся во сне, будет впоследствии почитаться в истории нейробиологии. По правде говоря, Лёви, вероятно, не проводил эксперимент в ранние утренние часы, как он утверждал. Он был известен как рассказчик склонный к сенсациям. По словам Дейла, Лёви сказал ему, что он проснулся второй ночью и просто постарался сделать записи аккуратно, чтобы спокойно провести эксперимент на следующий день. Тем не менее версия этой истории Лёви немного более запоминающаяся, и любому, кто занимается ежедневной скукой лабораторных исследований, будет непросто обвинить Лёви в том, что он хотел сделать своё открытие чуть более драматичным.
Эксперимент Лёви оказал бесценную поддержку «поварам» и послужил доказательством, что нервная система, по крайней мере у некоторых животных, использует химические вещества для передачи сообщений.
После