پژوهشگران بر این باورند که بیماری های ریوی ناشی از مصرف سیگار می تواند به تغییرات عمیقی در نحوه فعالیت مغز بیانجامد. به نظر می رسد مغز در واکنش به کمبود اکسیژن نحوه عملکرد خود را تغییر می دهد. تأثیر سیگار در بروز آمفیزم و بیماری انسدادی مزمن ریه قبلاً به اثبات رسیده است. بیماری انسدادی مزمن ریه بیماری شایعی است که طی آن آسیب ریوی در مدت زمانی طولانی ورود و خروج جریان هوا به ریه ها را دچار اختلال می کند. این بیماری باعث تنگی نفس می شود و ظرفیت جایگزینی دی اکسید کربن در خون با منابع جدید اکسیژن را کاهش می دهد. پزشکان امپریال کالج و بیمارستان همراسمیت انگلیس دریافتند که این عدم توازن در مراحل بعدی بیماری ریه، می تواند به تغییرات بیوشیمیایی در مغز بیانجامد. محققان با استفاده از روشی به نام "ام آر اس" عملکرد مغز را در هشت بیمار مبتلا به بیماری شدید ریوی بررسی کردند. این محققان انتظار مشاهده تجمع اسید لاکتیک و محیط اسیدی در مغز را داشتند، همانطور که در سایر اندام هایی که دچار محرومیت اکسیژن هستند, مشاهده می‌شود. اما به جای آن "پ هاش آلکالین" در سلولها را مشاهده کردند که نشان می دهد مغز به مرور زمان برای جبران تغییرات شیمیایی ناشی از کمبود اکسیژن، خود را سازگار می کند. محققان به این بیماران اکسیژن دادند و مشاهده کردند ظرف نیم ساعت عدم توازن شیمیایی در مغز به حالت طبیعی بازگشت. به نظر می‌رسد که مغز می تواند محیط شیمیایی خود را تنظیم کند تا به فعالیت در شرایط حاد ادامه دهد. اما این تغییر ظاهراً قابل بازگشت است و به آسیب دائمی مغزی نمی انجامد. دکتر سیمون تیلر رابینسون، می گوید: سیگار نه تنها به بروز بیماری شدید ریوی می انجامد، بلکه باعث کاهش میزان اکسیژن خون نیز می شود که می تواند بر روی کار مغز تأثیر بگذارد. کاهش اکسیژن خون در موارد بسیار شدید به صورت گیجی در برخی بیماران ظاهر می‌شود. به مرور زمان مغز سیگاری هایی که در مراحل پیشرفته بیماری ریوی هستند، اقدام به جبران کمبود اکسیژن می کند. اگر یک شخص عادی به طور ناگهانی از اکسیژن محروم شود پیامدهای حاد و حتی امکان مرگ برای وی وجود دارد، اما در مبتلایان به آمفیزم و بیماری انسدادی مزمن ریه، مغز ظاهراً به حد کافی توانایی چاره جویی برای حل مشکل کمبود اکسیژن را دارد و به تدریج برای فعالیت در شرایط سخت سازگاری پیدا می کند. دکترجان‌هاروی از انجمن قفسه سینه انگلستان می گوید: این مطالعه ماهیت چشمگیر و گسترده آسیب ناشی از استعمال سیگار را مورد تأکید قرار می دهد.