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Las investigaciones han permitido lograr un entendimiento claro sobre cómo la cocaína produce sus efectos placenteros y la razón por la cual es tan adictiva. Los científicos han descubierto regiones del cerebro que se excitan por todo tipo de estímulos gratificantes, tales como la comida, el sexo y muchas de las drogas de abuso. Uno de los sistemas neuronales que parece ser más afectado por la cocaína se origina en una región del cerebro medio llamada el área ventral del tegmento (AVT). Las fibras nerviosas originadas en el AVT se extienden a la región del cerebro conocida como núcleo accumbens, una de las áreas clave del cerebro involucrada en la gratificación. Los estudios en animales han demostrado que la gratificación aumenta los niveles de una sustancia química en el cerebro (o neurotransmisor) llamada dopamina, acrecentando así la actividad neuronal en el núcleo accumbens. En el proceso normal de comunicación, una neurona libera dopamina en la sinapsis (el pequeño espacio entre dos neuronas).