Nikotinas yra natūrali cheminė medžiaga, randama tabako augalo lapuose. Daugelis žmonių rūko arba kramto tabako gaminius, norėdami nuryti šią medžiagą. Yra keletas nikotino poveikio smegenims, įskaitant padidėjusį neuromediatorių, skatinančių sąmoningumo, malonumo ir atminties centrus, išsiskyrimą. Kai kurie vartotojai laikui bėgant tampa fiziškai ir psichologiškai priklausomi nuo šių poveikių ir patiria abstinencijos simptomus, jei nustoja vartoti tabaką. Buvo atlikti moksliniai tyrimai, siekiant išsiaiškinti, ar nikotinas gali padėti pacientams, sergantiems Alzheimerio liga arba Tourette sindromu.
Šimtmečius žmonės rūkė ir kramtė tabako augalo lapus, kad patirtų malonų nikotino poveikį smegenims ir kūnui. Nikotinas yra greitai veikiantis stimuliatorius ir gali prasiskverbti per kraujo ir smegenų barjerą praėjus mažiau nei minutei po rūkymo. Kai šis cheminis junginys patenka į smegenis, jis prisijungia prie acetilcholino receptorių ir skatina kelių neuromediatorių išsiskyrimą. Tai gali padaryti, nes nikotinas savo forma panaši į organizmo acetilcholino molekules.
Šių neuromediatorių išsiskyrimas yra vienas iš svarbiausių nikotino poveikių smegenims, nes šios molekulės padeda reguliuoti daugelį organizmo funkcijų. Išsiskiriantys neurotransmiteriai stimuliuoja cholinergines smegenų sritis ir padeda pagerinti dėmesio bei reakcijos laiką. Kai žmogus tampa priklausomas nuo nikotino, jam arba jai gali būti sunku susikaupti arba susikoncentruoti į konkrečią užduotį, jei kurį laiką bus be nikotino. Tabakas greitai skyla žmogaus organizme, todėl narkomanams gali tekti reguliariai rūkyti arba šiek tiek kramtyti, kad išlaikytų pageidaujamą nikotino poveikį smegenims.
Dopaminas yra kitas neurotransmiteris, kuris išsiskiria po to, kai nikotino junginys yra absorbuojamas. Manoma, kad šis neurotransmiteris veikia smegenų atlygio centrų malonumo sritis. Stimuliuojant šias sritis žmogus tampa labiau atsipalaidavęs ir patenkintas, o kai kuriems žmonėms gali padėti numalšinti alkį. Šie poveikiai gali paaiškinti, kodėl žmonės nikotiną traktuoja kaip atlygį per savo darbo dieną. Tai taip pat gali paaiškinti, kodėl kai kurie žmonės priauga svorio metę rūkyti, nes nikotinas slopino alkį.
Nors tabako vartojimas gali turėti didelių trūkumų, kai kurie mokslininkai mano, kad nikotino poveikis smegenims gali būti naudojamas tam tikroms ligoms gydyti. Pirmieji Alzheimerio ligos pažeisti neuronai yra tie patys, kuriuos stimuliuoja nikotinas, todėl kai kurie iškėlė teoriją, kad nikotino vartojimas gali padėti sulėtinti ligos progresavimą. Nikotino pleistrai taip pat kartais skiriami pacientams, kenčiantiems nuo Tourette sindromo, kad padėtų kontroliuoti jų fizinį elgesį.