Üks võimalik põhjus, miks nikotiin vaimsele tervisele negatiivset mõju avaldab, on nikotiini efekt kesknärvisüsteemi virgatsainetele ja perifeerse süsteemi stressihormoonidele.
Nikotiin muudab virgatsainete süsteemi tasakaalu, aktiveerides või mitte aktiveerides retseptoreid, mis vastutavad stimuleerivate, pidurdavate ja moduleerivate virgatsainete vabastamise eest aju eri piirkondadesse. Eelkõige mõjutab nikotiin virgatsaine dopamiini retseptoreid. Dopamiini funktsioonid on tugevalt seotud motivatsiooni ja naudingutega, aga ka mälu, tähelepanu, õppimisvõime ja unega.
Uimastite regulaarsel tarvitamisel tekib ajus dopamiini üleküllus, mille tagajärjel on pärsitud organismis loomulik dopamiini tootmine. See põhjustab olukorra, kus tavapärased mõnu pakkuvad tegevused ei paku enam piisavat naudingut ja suureneb hoopis vajadus uimasti järele. Samuti halveneb mälu, tähelepanu- ja õppimisvõime ning une kvaliteet.
Levinud eksiarvamus, et nikotiin leevendab stressi, ärevust või depressiooni, tuleneb nikotiini ärajäämanähtude sümptomitest. Nikotiin jõuab ajju 7 sekundiga ja seejärel aktiveeruvad retseptorid, mis vabastavad ajus dopamiini ning tekitavad õnnetunnet. Nikotiini mõju vähenedes kogetakse ärrituvust ja ärevuse ning depressiooni sümptomeid. Uuesti tarvitamisel need sümptomid kaovad, seetõttu tekitab see valearusaama justkui oleks nikotiinil vaimsele tervisele positiivne efekt.
Nikotiin on stimulant ja oluline on mõista, et selle järjepidev tarvitamine ja tarvitamise järgselt sümptomite ajutine leevenemine on tsükkel, mis viib uimasti liigtarvitamiseni ja kujuneb seejärel sageli nikotiinisõltuvuseks. See kõik võib viia vaimse tervise probleemide süvenemiseni.
Nikotiin mõjub ajus ka tähelepanu ja keskendumisvõimet kontrollivate retseptorite kompleksile. On leitud, et nikotiin võimendab ajus neuronite omavahelise suhtluse tugevust, suurendades glutamaadi, ühe peamise kesknärvisüsteemi virgatsaine, vabanemist. See toob endaga kaasa ajutise keskendumisvõime suurenemise. Efekt on aga lühiajaline ja petlik, sest nikotiin pärsib eesajukoore arengut ja seetõttu pikemas perspektiivis viib nikotiini tarvitamine noorukieas suurenenud tähelepanuprobleemideni täiskasvanueas.
Uuringud näitavad sedagi, et nikotiin takistab aju selle osa arengut, mis on seotud emotsionaalse käitumisega ja suurendab seeläbi vastuvõtlikkust muude uimastite tarvitamiseks. Mitu uuringut kinnitab, et varajane suitsetamisega alustamine ja regulaarne suitsetamine noorukieas on seotud suurema riskiga kanepi, alkoholi ja teiste uimastite tarvitamise ja sõltuvuse tekkega täiskasvanueas.