Nikotiini on luonnossa esiintyvä kemiallinen aine, jota löytyy tupakankasvin lehdistä. Monet ihmiset tupakoivat tai pureskelevat tupakkatuotteita nielemään tätä ainetta. Nikotiinilla on useita vaikutuksia aivoihin, mukaan lukien lisääntynyt välittäjäaineiden vapautuminen, jotka stimuloivat tietoisuutta, nautintoa ja muistikeskuksia. Jotkut käyttäjät ovat fyysisesti ja psyykkisesti riippuvaisia näistä vaikutuksista ajan myötä ja kärsivät vieroitusoireista, jos he lopettavat tupakan nauttimisen. Tutkimuksia on tehty sen selvittämiseksi, voisiko nikotiini auttaa potilaita, jotka kärsivät Alzheimerin taudista tai Touretten oireyhtymästä.
Vuosisatojen ajan ihmiset ovat tupakoineet ja pureskelleet tupakkatehtaan lehtiä saadakseen miellyttävät nikotiinin vaikutukset aivoihin ja kehoon. Nikotiini on nopeavaikutteinen piriste, joka voi ylittää veri-aivoesteen alle minuutin kuluttua tupakoinnista. Kun tämä kemiallinen yhdiste on aivoissa, se sitoutuu asetyylikoliinireseptoreihin ja edistää useiden välittäjäaineiden vapautumista. Se voi tehdä tämän, koska nikotiini on muodoltaan samanlainen kuin kehon asetyylikoliinimolekyylit.
Näiden välittäjäaineiden vapautuminen on yksi nikotiinin tärkeimmistä vaikutuksista aivoihin, koska nämä molekyylit auttavat säätelemään monia kehon toimintoja. Vapautuneet välittäjäaineet stimuloivat aivojen kolinergisiä alueita ja auttavat parantamaan tarkkaavaisuutta ja reaktioaikaa. Kun henkilö tulee riippuvaiseksi nikotiinista, hänen voi olla vaikea keskittyä tai keskittyä tiettyyn tehtävään, jos hän menee jonkin aikaa ilman ainetta. Tupakka hajoaa nopeasti ihmiskehossa, joten riippuvaisten on ehkä tupakoitava tai pureskeltava niitä säännöllisesti ylläpitääkseen halutut nikotiinin vaikutukset aivoihin.
Dopamiini on toinen välittäjäaine, joka vapautuu nikotiiniyhdisteen imeytymisen jälkeen. Tämän välittäjäaineen uskotaan vaikuttavan aivojen palkitsemiskeskusten ilo -alueisiin. Näiden alueiden stimuloiminen tekee ihmisestä rennomman ja tyytyväisemmän ja voi auttaa vähentämään joidenkin ihmisten nälkää. Nämä vaikutukset voivat selittää, miksi ihmiset kohtelevat nikotiinia palkintona työpäivän aikana. Tämä voi myös selittää sen, miksi jotkut ihmiset painavat lopettamisen jälkeen, koska nikotiini vaikutti nälkään.
Vaikka tupakan käytöllä voi olla merkittäviä haittoja, jotkut tutkijat uskovat, että nikotiinin vaikutuksia aivoihin voidaan käyttää tiettyjen sairauksien hoitoon. Ensimmäiset Alzheimerin taudin vaurioittamat neuronit ovat samoja, joita nikotiini on stimuloinut, joten jotkut ovat teorioineet, että nikotiinin käyttö voi auttaa hidastamaan taudin etenemistä. Touretten oireyhtymästä kärsiville potilaille annetaan joskus myös nikotiinilaastareita fyysisen käyttäytymisen hallitsemiseksi.