अध्ययनों की एक श्रृंखला में पाया गया कि कैफीन का नूट्रोपिक (nootropic) प्रभाव पड़ सकता है, स्मृति और विद्या प्राप्ति में कुछ परिवर्तनों को उत्प्रेरित कर सकता है।

शोधकर्ताओं ने पाया है कि लंबी अवधि तक कैफीन की कम खुराक लेने से चूहों में हिप्पोकैम्पस-निर्भर विद्या प्राप्ति धीमी होती है और दीर्घावधि स्मृति क्षीण होती है। प्रयोग के दौरान पाया गया कि नियंत्रित की तुलना में चार हफ्ते तक कैफीन के सेवन से उल्लेखनीय रूप से हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस में भी कमी आती है। निष्कर्ष यह निकला कि लंबे समय तक कैफीन के सेवन से हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस के प्रावरोध के माध्यम से आंशिक रूप से हिप्पोकैम्पस-निर्भर विद्या प्राप्ति या सीखने तथा स्मृति अवरोधन हो सकता है।.

एक अन्य अध्ययन में, चूहे के न्यूरॉन्स "इन विट्रो" में कैफीन डाला गया। हिप्पोकैम्पस (स्मृति के साथ जुड़ा मस्तिष्क का एक भाग) से लिया डेंड्रीटिक स्पाइन्स (न्युरोंस के बीच संपर्क बनाने में इस्तेमाल होने वाली मस्तिष्क कोशिका का एक भाग) 33% तक बढ़ गयी और नयी स्पाईन्स की रचना हुई। एक या दो घंटे के बाद, हालांकि, ये कोशिकाएं अपने मूल आकार में वापस लौट गयीं। 

एक अन्य अध्ययन से पता चला कि कैफीन के 100 मिलीग्राम के सेवन के बाद मानव पात्रों के ललाट के हिस्से में स्थित मस्तिष्कीय क्षेत्र में गतिविधि बढ़ गयी, जहां कार्यरत स्मृति तंत्र का एक भाग और ध्यान को नियंत्रित करनेवाला मस्तिष्क का एक हिस्सा एंटीरियर सिंगुलेट कोर्टेक्स (anterior cingulate cortex) स्थित है। स्मृति कार्यों में कैफीनयुक्त पात्रों ने भी बेहतर प्रदर्शन किया।

हालांकि, एक अलग अध्ययन से पता चला कि कैफीन लघु-अवधि स्मृति को क्षीण कर सकता है और टिप ऑफ़ द टंग फेनोमेना (कोई बात जबान पर आते-आते अटक जाने का वाकया) की संभावना बढ़ जाती है। अध्ययन ने शोधकर्ताओं को यह सुझाव देने की अनुमति दी कि कैफीन लघु-अवधि स्मृति में वृद्धि कर सकता है जब याद आने वाली सूचना या तथ्य सोच की वर्तमान धारा से संबंधित होते हैं, लेकिन यह भी परिकल्पना की गयी कि जब सोच की धारा असंबंधित हो तो कैफीन लघु-अवधि स्मृति को अटकाने का काम भी करता है। संक्षेप में, कैफीन का सेवन ध्यान केंद्रित सोच से संबंधित मानसिक प्रदर्शन में वृद्धि करता है, जबकि यह व्यापक-सीमा की सोच क्षमताओं में कमी ला सकता है।

हृदय पर प्रभाव
याददाश्त और विद्या प्राप्ति पर प्रभाव
इतिहास
चिंता और नींद विकार