美国国家卫生研究所下属的药物滥用研究人员对已故烟民和非烟民的大脑组织展开研究，发现烟民的大脑发生变化，即使他们已经戒烟多年。通过分析大脑神经元细胞中两种酶的水平，研究人员还发现，烟民或者前烟民大脑中酶的水平较高。
　　
　　研究小组负责人布鲁斯·霍普说，其他研究表明，摄入可卡因和海洛因的动物大脑内也会发生同样变化，“这强烈表明，从烟民和前烟民大脑中发现的类似变化是他们吸烟成瘾的原因”。来自亚特兰大埃默里大学的迈克尔·库哈尔也说，数据表明，烟民大脑中的长期化学变化表明，尼古丁成瘾需要生理基础。