Открытие и изучение гамма-аминомасляной кислоты. В 1950 г. американские нейробиологи Ю. Робертс и С. Френкель методами бумажной хроматографии обнаружили в нервной ткани млекопитающих неизвестное вещество. В том же году вещество того же состава нашла научная группа под руководством Дж. Авапары. В 1957 г. функции этого вещества были идентифицированы Робертсом и Френкелем как соответствующие свойствам гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК).

В 1959 г. Э. Флори и Х. Макленнан экстрагировали ГАМК из мозга млекопитающих и предположили, что это вещество может являться естественным нейромедиатором.

В 1960 г. Ю. Робертс в докладе на Международном симпозиуме «Inhibition in the Nervous System and Gamma-Aminobutyric Acid» («Ингибирование в нервной системе и гамма-аминомасляная кислота») сообщил о том, что ГАМК является тормозящим нейромедиатором центральной нервной системы (ЦНС) млекопитающих.

В 1967 г. исследования нейрофизиологов К. Крневича и С. Шварца нейронов коры головного мозга предоставили однозначные доказательства того, что ГАМК представляет собой ингибирующий медиатор. Это было дополнительно подтверждено данными, полученными при изучении эффектов природного алкалоида бикукуллина. Он блокировал как действие ГАМК, так и постсинаптическое торможение в коре головного мозга.

ГАМК находили не только у млекопитающих. В 1963 г. научная группа под руководством Э. А. Кравица показала, что ГАМК является блокирующим медиатором и для ракообразных, в 1964 г. Х. дель Кастильо обнаружил ингибирующее действие ГАМК у нематод, в 1969 г. Ю. Ито с коллегами исследовали эффекты ГАМК у дождевых червей. В 1994 г. С. Дж. Ньюман и М. Ч. Торндайк обнаружили подобную активность ГАМК у иглокожих, в этом же году К. С. Эрикссон и П. Панула нашли ГАМК в нервной системе плоских червей. В 2007 г. К. Эльвангер, А. Айх и М. Никкель показали, что ГАМК вызывает сократительные реакции у губок, что повышает вероятность развития сигнальной функции ещё до появления нервной системы. Сохраняющаяся на протяжении всего филогенеза роль ГАМК как нейромедиатора подтверждает её древнее происхождение и важную функцию в основной работе нейронных цепей.

В 1970–1980-х гг. значительное внимание уделялось определению природы рецептора, через который действует ГАМК. В 1990 г. Р. У. Олсен и А. Дж. Тобин опубликовали структуру ионотропного рецептора ГАМК-А. Первая структура рецептора ГАМК-В описана в 1997 г., однако она являлась неполной. В 1998 г. в результате исследований, проведённых 3 независимыми группами и опубликованных одновременно в журнале «Nature», выяснилось, что рецептор ГАМК-В существует в виде гетеродимера с 2 разнородными субъединицами, составляющими функциональный рецептор.

Долгое время считалось, что ГАМК присутствует только в нервной ткани, т. к. в биологических жидкостях (кровь, моча и т. д.) обнаруживались лишь её следовые количества. Усовершенствование методик определения ГАМК позволило обнаружить кислоту и компоненты её биосинтеза, обмена и транспорта за пределами нервной системы.