Termi nootrooppinen käytti ensimmäisen kerran vuonna 1972 tohtori Corneliu Giurgea kuvaamaan ainetta, joka vaikutti positiivisesti aivotoimintaan. Vaikka nootrooppisia aineita kutsutaan usein “älykkäiksi huumeiksi”, kaikki nämä aineet eivät ole syntetisoituja kemiallisia lääkkeitä. Jotkut nootrooppiset aineet ovat vitamiineja, kivennäisaineita tai yrttejä, jotka parantavat kognitiota.
On olemassa ainakin neljä ehdotettua tapaa, joilla nootropics voi parantaa aivotoimintaa. Ensimmäinen tapa, jolla nämä aineet voivat toimia, on muuttaa aivosolujen tai neuronien käytettävissä olevien välittäjäaineiden määrää. Nootrooppiset aineet vaikuttavat yleisimmin glutamaatti- tai asetyylikoliinipitoisuuksiin, kahteen välittäjäaineeseen, jotka ovat kriittisiä muistille ja valppaudelle muun muassa. Tämä nootrooppisten aineiden luokka sisältää ampakiinit ja rasetaamit, joiden uskotaan parantavan muistia ja keskittymiskykyä jopa vaikean univajeen aikana, koska ne kykenevät muuttamaan välittäjäaineiden tasoa.
Toinen tapa, jolla nämä aineet voivat vaikuttaa positiivisesti kognitiiviseen toimintaan, on estää tai jopa korjata neuronivaurioita. B1 -vitamiini on esimerkki tällaisesta nootrooppisesta, koska sillä näyttää olevan kyky auttaa parantamaan vaurioituneita neuroneja ja se on parantanut muistia ihmisillä, joilla on tietyntyyppisiä aivovaurioita. Antioksidantit voivat myös kuulua tähän luokkaan, koska niiden ehdotettu kyky estää oksidatiivisia neuronivaurioita.
Kolmas tapa, jolla nootrooppiset aineet parantavat aivotoimintaa, on lisätä aivojen hapensaantia. Suositun kasviperäisen lisäaineen, ginkgo biloba, uskotaan toimivan tällä mekanismilla. Yksi tämän yrtin toimintamekanismeista on sen ilmeinen kyky lisätä verenkiertoa aivoihin, mikä johtaa enemmän hapen kuljettamiseen aivoihin. Vaikka kliiniset tutkimukset ovat tuottaneet ristiriitaisia tuloksia ginkgo biloban vaikutuksesta aivotoimintaan, se on edelleen suosittu myyntilisä kognition parantamiseen.
Lopuksi joidenkin nootrooppisten lääkkeiden uskotaan rakentavan uusia hermoyhteyksiä aivoihin, mikä teoriassa mahdollistaisi aivojen toimivan tehokkaammin. Racetamien uskotaan aiheuttavan uusia hermoyhteyksiä sen lisäksi, että ne toimivat välittäjäaineiden tason modulaattoreina. Jotkut tutkimukset ovat ehdottaneet, että lääkkeettömät mekanismit voivat myös lisätä aivojen hermoyhteyksiä, ja esimerkkejä näistä prosesseista ovat uuden kielen oppiminen, ketteryyttä ja koordinaatiota vaativan harjoitusohjelman oppiminen ja mahdollisesti jopa ristisanatehtävien tekeminen tai videopelien pelaaminen .
Useilla aloilla valitut nootrooppiset aineet ovat osoittaneet positiivisia vaikutuksia kognitiiviseen toimintaan kontrolloiduissa tutkimuksissa. Näitä ovat parantunut muisti, vahvempi keskittyminen ja lisääntynyt valppaus ilman liiallista hermostuneisuutta. Lisäksi useat näistä aineista ovat osoittautuneet lupaaviksi auttamaan ihmisiä, joilla on joitakin kognitiivisia häiriöitä, kuten Alzheimerin tauti tai trauman aiheuttama aivovaurio. Nootrooppisten lääkkeiden kyky todella lisätä älykkyyttä on kuitenkin jatkuvan keskustelun aihe.