Il primo indizio sulla presenza di un sistema di ricompensa nel cervello è venuto da una scoperta incidentale di James Olds e Peter Milner nel 1954. Essi scoprirono che i topi eseguivano comportamenti come la pressione di una barra, per somministrare una breve scarica di stimolazione elettrica a specifici siti nei loro cervelli. Questo fenomeno è chiamato autostimolazione intracranica, o stimolazione cerebrale della ricompensa. In genere, i ratti premono una leva centinaia o migliaia di volte all'ora per ottenere questa stimolazione cerebrale, fermandosi solo quando sono esausti. Durante il tentativo di insegnare ai topi come risolvere i problemi e trovare il cibo nei labirinti, la stimolazione di alcune regioni del cervello sembrava dare piacere agli animali. Essi testarono la stessa metodologia sugli esseri umani, e i risultati furono simili. La spiegazione del perché gli animali si impegnano in un comportamento che non ha alcun valore per la sopravvivenza di se stessi o delle loro specie è che la stimolazione cerebrale sta attivando il loro sistema della ricompensa.Le ricerche condotte nei due decenni successivi stabilirono che la dopamina è una delle principali sostanze chimiche che favoriscono la trasmissione neurale in queste regioni e la dopamina è stata suggerita come "sostanza chimica del piacere" del cervello.