Ο όρος νοοτροπικό χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1972 από τον Δρ. Corneliu Giurgea για να περιγράψει μια ουσία που επηρέαζε θετικά τη λειτουργία του εγκεφάλου. Αν και τα νοοτροπικά αναφέρονται συχνά ως «έξυπνα φάρμακα», δεν είναι όλες αυτές οι ουσίες συνθετικά χημικά φάρμακα. Ορισμένα νοοτροπικά είναι βιταμίνες, μέταλλα ή βότανα που ενισχύουν τη γνωστική λειτουργία.
Υπάρχουν τουλάχιστον τέσσερις προτεινόμενοι τρόποι με τους οποίους τα νοοτροπικά φάρμακα μπορούν να ενισχύσουν τη λειτουργία του εγκεφάλου. Ο πρώτος τρόπος με τον οποίο μπορούν να δράσουν αυτές οι ουσίες είναι αλλάζοντας την ποσότητα των νευροδιαβιβαστών που είναι διαθέσιμοι στα εγκεφαλικά κύτταρα ή στους νευρώνες. Τα νοοτροπικά φάρμακα επηρεάζουν συχνότερα τα επίπεδα γλουταμικού ή ακετυλοχολίνης, δύο νευροδιαβιβαστών που είναι κρίσιμοι για τη μνήμη και την εγρήγορση, μεταξύ άλλων λειτουργιών. Αυτή η κατηγορία νοοτροπικών ουσιών περιλαμβάνει αμπακίνες και ρακεταμές, οι οποίες πιστεύεται ότι βελτιώνουν τη μνήμη και την ικανότητα εστίασης ακόμη και κατά τη διάρκεια σοβαρής στέρησης ύπνου λόγω της ικανότητάς τους να αλλάζουν τα επίπεδα των νευροδιαβιβαστών.
Ένας δεύτερος τρόπος με τον οποίο αυτές οι ουσίες μπορούν να επηρεάσουν θετικά τη γνωστική λειτουργία είναι η πρόληψη ή ακόμη και η αναστροφή της βλάβης στους νευρώνες. Η βιταμίνη Β1 είναι ένα παράδειγμα αυτού του τύπου νοοτροπικού επειδή φαίνεται να έχει την ικανότητα να βοηθά στη θεραπεία των κατεστραμμένων νευρώνων και έχει βελτιώσει τη μνήμη σε άτομα με ορισμένους τύπους εγκεφαλικής βλάβης. Τα αντιοξειδωτικά μπορούν επίσης να εμπίπτουν σε αυτή την κατηγορία λόγω της προτεινόμενης ικανότητάς τους να αποτρέπουν την οξειδωτική βλάβη των νευρώνων.
Ο τρίτος τρόπος που τα νοοτροπικά ενισχύουν τη λειτουργία του εγκεφάλου είναι αυξάνοντας την παροχή οξυγόνου του εγκεφάλου. Ένα δημοφιλές φυτικό συμπλήρωμα, το ginkgo biloba, θεωρείται ότι λειτουργεί με αυτόν τον μηχανισμό. Ένας από τους μηχανισμούς δράσης αυτού του βοτάνου είναι η φαινομενική του ικανότητα να αυξάνει τη ροή του αίματος στον εγκέφαλο, με αποτέλεσμα την παροχή περισσότερου οξυγόνου στον εγκέφαλο. Αν και κλινικές μελέτες έχουν δώσει ανάμεικτα αποτελέσματα σχετικά με την επίδραση του ginkgo biloba στη λειτουργία του εγκεφάλου, εξακολουθεί να είναι ένα ευρέως διαδεδομένο συμπλήρωμα για την ενίσχυση της γνωστικής ικανότητας.
Τέλος, ορισμένα νοοτροπικά θεωρείται ότι δημιουργούν νέες νευρικές συνδέσεις στον εγκέφαλο, οι οποίες θεωρητικά θα επέτρεπαν στον εγκέφαλο να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά. Οι ρακεταμές πιστεύεται ότι προκαλούν νέες νευρικές συνδέσεις εκτός από τη λειτουργία τους ως ρυθμιστές επιπέδου νευροδιαβιβαστών. Μερικές μελέτες έχουν προτείνει ότι μηχανισμοί χωρίς φάρμακα μπορούν επίσης να αυξήσουν τις νευρικές συνδέσεις στον εγκέφαλο και ορισμένα παραδείγματα αυτών των διαδικασιών περιλαμβάνουν την εκμάθηση μιας νέας γλώσσας, την εκμάθηση ενός προγράμματος άσκησης που απαιτεί ευελιξία και συντονισμό, και πιθανώς ακόμη και κάνοντας σταυρόλεξα ή παίζοντας βιντεοπαιχνίδια .
Σε αρκετούς τομείς, επιλεγμένες νοοτροπικές ουσίες έχουν δείξει θετικές επιδράσεις στη γνωστική λειτουργία σε ελεγχόμενες ερευνητικές μελέτες. Αυτά περιλαμβάνουν βελτιωμένη μνήμη, ισχυρότερη εστίαση και αυξημένη εγρήγορση χωρίς υπερβολική νευρικότητα. Επιπλέον, αρκετές από αυτές τις ουσίες έχουν αποδειχθεί πολλά υποσχόμενες ότι βοηθούν άτομα με ορισμένες γνωστικές διαταραχές όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ ή η εγκεφαλική βλάβη που προκαλείται από τραύμα. Ωστόσο, η ικανότητα των νοοτροπικών να αυξάνουν πραγματικά τη νοημοσύνη είναι ένα θέμα συνεχούς συζήτησης.