Nikotīns ir dabiski sastopama ķīmiska viela, kas atrodama tabakas auga lapās. Daudzi cilvēki smēķē vai košļā tabakas izstrādājumus, lai uzņemtu šo vielu. Nikotīnam ir vairākas ietekmes uz smadzenēm, tostarp neirotransmiteru izdalīšanās palielināšanās, kas stimulē apziņas, baudas un atmiņas centrus. Daži lietotāji laika gaitā kļūst fiziski un psiholoģiski atkarīgi no šīm sekām un cieš no abstinences simptomiem, ja viņi atmet tabakas lietošanu. Ir veikti pētījumi, lai noskaidrotu, vai nikotīns var palīdzēt pacientiem, kuri cieš no Alcheimera slimības vai Tureta sindroma.
Gadsimtiem ilgi cilvēki ir smēķējuši un košļājuši tabakas auga lapas, lai gūtu patīkamu nikotīna ietekmi uz smadzenēm un ķermeni. Nikotīns ir ātras darbības stimulants un var šķērsot hematoencefālisko barjeru mazāk nekā minūti pēc smēķēšanas. Kad šis ķīmiskais savienojums atrodas smadzenēs, tas saistās ar acetilholīna receptoriem un veicina vairāku neirotransmiteru izdalīšanos. Tas to var izdarīt, jo nikotīns pēc formas ir līdzīgs ķermeņa acetilholīna molekulām.
Šo neirotransmiteru izdalīšanās ir viens no svarīgākajiem nikotīna efektiem uz smadzenēm, jo šīs molekulas palīdz regulēt daudzas ķermeņa funkcijas. Atbrīvotie neirotransmiteri stimulē smadzeņu holīnerģiskos apgabalus un palīdz uzlabot uzmanības spēju un reakcijas laiku. Kad cilvēks kļūst atkarīgs no nikotīna, viņam vai viņai var būt grūti koncentrēties vai koncentrēties uz konkrētu uzdevumu, ja viņš kādu laiku paliek bez šīs vielas. Tabaka cilvēka organismā ātri sadalās, tāpēc narkomāniem var būt nepieciešams regulāri smēķēt vai košļāt, lai saglabātu vēlamo nikotīna ietekmi uz smadzenēm.
Dopamīns ir vēl viens neirotransmiters, kas izdalās pēc nikotīna savienojuma uzsūkšanās. Tiek uzskatīts, ka šis neirotransmiters ietekmē prieka zonas smadzeņu atalgojuma centros. Šo zonu stimulēšana padara cilvēku relaksētāku un apmierinātāku, kā arī var palīdzēt dažiem cilvēkiem nomākt izsalkumu. Šīs sekas var izskaidrot, kāpēc cilvēki darba dienas laikā izturas pret nikotīnu kā atlīdzību. Tas var arī izskaidrot, kāpēc daži cilvēki pieņemas svarā pēc atmešanas, jo nikotīns darbojās, lai nomāktu viņu izsalkumu.
Lai gan tabakas lietošanai var būt ievērojami trūkumi, daži pētnieki uzskata, ka nikotīna ietekmi uz smadzenēm var izmantot, lai palīdzētu ārstēt noteiktus apstākļus. Pirmie Alcheimera slimības bojātie neironi ir tie paši, kurus stimulē nikotīns, tāpēc daži ir izvirzījuši teoriju, ka nikotīna lietošana varētu palīdzēt palēnināt slimības progresu. Nikotīna plāksterus dažreiz ievada arī pacientiem, kuri cieš no Tureta sindroma, lai palīdzētu kontrolēt viņu fizisko uzvedību.