美国德克萨斯大学西南医学中心、西北大学和霍华德·休斯医学研究所的科学家发现，控制人体生理节律（包括睡眠、体温、激素水平、血压和心脏活动）的基因，可能对药物成瘾也起着关键作用。该研究发表于2005年，尽管时间较早，但其揭示的机制至今仍具参考价值。

生物钟基因不仅在大脑的生理节律指挥中心（视交叉上核）中表达，还在大脑中负责“奖赏”和“成瘾”的区域（如腹侧被盖区和伏隔核）中表达。研究小组以缺乏生物钟基因的小鼠为实验对象，探究生物钟系统与可卡因成瘾之间的关联。1997年，西北大学Joseph S. Takahashi领导的研究小组成功克隆了第一个哺乳动物生理节律基因，为后续研究奠定了基础。

实验发现，缺乏生物钟基因的小鼠在注射可卡因后，不仅生物周期紊乱（睡眠减少、极度活跃），而且可卡因的作用更加显著。此外，这些小鼠产生的多巴胺比正常小鼠更多，表明生物钟基因在调节大脑奖赏机制中起主要作用，并可能影响可卡因等药物的成瘾特性。多巴胺是一种与大脑“愉悦系统”相关的神经递质，为人类在特定活动（如进食、社交）中提供快乐感。

该研究得到了美国国家药物滥用研究所、美国国家心理卫生研究院和Onassis公共福利基金会的支持。