Eine Droge, die häufig untersucht wird, ist Kokain. Kokain wirkt an den Synapsen im Gehirn, indem es die Wiederaufnahme von Neurotransmittern wie Dopamin, Serotonin und Noradrenalin blockiert. Normalerweise werden diese Neurotransmitter nach ihrer Freisetzung in den synaptischen Spalt von den präsynaptischen Neuronen wieder aufgenommen. Kokain bindet jedoch an die Transportproteine, die für diese Wiederaufnahme verantwortlich sind, und verhindert so, dass die Neurotransmitter zurück in die präsynaptischen Neuronen gelangen. Dies führt zu einer erhöhten Konzentration der Neurotransmitter im synaptischen Spalt, was die Signalübertragung verstärkt und verlängert. Insbesondere die erhöhte Dopaminkonzentration im Belohnungssystem des Gehirns ist für die euphorischen und stimulierenden Effekte von Kokain verantwortlich. Diese verstärkte Signalübertragung kann jedoch auch zu negativen Effekten wie erhöhter Herzfrequenz, Blutdruckanstieg und einem erhöhten Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle führen. Langfristiger Kokainkonsum kann zudem zu neurotoxischen Effekten und Abhängigkeit führen.