Duke Üniversitesi’ndeki bir grup araştırmacı farelerin ergenlik çağının erken safhalarında nikotine maruz bırakılmalarının beyinde serotonin hormonu üreten bazı sinir yollarına hasar verdiğini kanıtlamıştır. Serotonin yetersizliği depresyonun başlıca nedenlerinden biridir 
Araştırmalar ergen beyninin yalnızca birkaç tane sigara içtikten sonra bile kendini yeniden şekillendirmeye başlayarak yeni nikotin reseptörleri oluşturduğunu ve bu yüzden de ergenlerin sigarayı bırakmalarının zorlaştığını ortaya koymaktadır.
Ergenlerin ayda tek bir sigara içmelerinin bile sigara bağımlısı olmalarına yol açabileceğini keşfetmiştir 
Beyin görüntüleme araştırmalardan elde edilen en tutarlı bulgulardan biri de ergenlerde prefrontal kortekslerinin ne kadar çok sigara içerlerse o kadar az faaliyet gösterdiğidir. Prefrontal korteksin tam olarak gelişememesinin veya gelişim evresinde hasar görmesinin ergenlerin sağlıklı kararlar verememesine neden olduğu keşfedilmiştir