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O desejo é uma característica central dos transtornos por uso de substâncias. É um forte preditor de uso de substâncias e recaída e está ligado a comer demais, jogos de azar e outros comportamentos inadequados. O desejo é medido por meio de autorrelato, que é limitado pelo acesso introspectivo e pelos contextos socioculturais. Marcadores neurobiológicos do desejo são necessários e ausentes, e ainda não está claro se o desejo por drogas e alimentos envolve mecanismos semelhantes. Em três estudos de ressonância magnética funcional (n = 99), usamos aprendizado de máquina para identificar um neuromarcador com validação cruzada que prediz a intensidade autorreferida do desejo por drogas e alimentos induzido por estímulo (P <0,0002). Esse padrão, que denominamos Assinatura Neurobiológica do Desejo (NCS), inclui córtices pré-frontais e cingulados ventromediais, corpo estriado ventral, áreas de associação temporal/parietal, tálamo mediodorsal e cerebelo. É importante ressaltar que as respostas da NCS aos sinais de drogas versus alimentos discriminam usuários de drogas versus não usuários com 82% de precisão. A SAE também é modulada por uma estratégia de autorregulação. A transferência entre neuromarcadores separados para o desejo por drogas e alimentos sugere mecanismos neurobiológicos compartilhados. Estudos futuros podem avaliar a validade discriminante e convergente da NCS e testar se ela responde a intervenções clínicas e prevê resultados clínicos a longo prazo.