La cocaïne et les amphétamines se concentrent dans le maillon central du circuit de la récompense (aire tegmentale ventrale et noyau accumbens). Il s'agit de régions particulièrement riches en synapses dopaminergiques, site d'action privilégié de ces drogues.

L'action de la cocaïne sur d'autres structures comme le noyau caudé peut expliquer certains effets secondaires de cette drogue comme l'augmentation de comportements stéréotypés (se ronger les ongles, se gratter…). Plusieurs autres régions du cerveau montrent aussi une activité métabolique réduite suite à une consommation régulière de cocaïne, ce qui peut être à l'origine de divers déficits cognitifs.