Während bei einer angstvollen Ich-Auflösung ("Horrortrip") beobachtet werden konnte, daß das Großhirn von tieferen Strukturen wie den Basalganglien entkoppelt wird, wurde bei der positiv erlebten ozeanischen Selbstentgrenzung eine Überaktivierung des Stirnhirns aufgezeichnet, die einzelnen Hirnregionen spielten aber noch geordnet zusammen. Der thalamische Filter wird geöffnet, was zu einer stark vermehrten Reizeinspeisung führt: Sinnesinformationen werden dann nicht mehr fortlaufend mit Gedächtnisspuren verglichen und damit sinnvoll interpretiert, was zu einer fundamental veränderten Ich- und Umwelterfahrung führt. Im Extremfall, bei sehr hoher LSD-Dosierung, erlebt das Gehirn dann die Welt nur noch in einzelnen Bildern ohne Zusammenhang beziehungsweise mit veränderter Bedeutung - oder als ein unermeßlich fließendes Ganzes, als einen Strom innerer Visionen.
Die Wahrnehmungsveränderungen können derart heftig werden, daß der (unerfahrene) Konsument mit ihnen nicht mehr zurechtkommt: Verwirrtheit und akute Panikanfälle können besonders in der Anfangsphase des LSD-Rauschs die Folge sein. Mit zunehmender Konsumerfahrung werden die Wahrnehmungsveränderungen meistens nicht mehr als beunruhigend empfunden und nicht mehr in Panikreaktionen umgesetzt.
Das Wiedererleben verdrängter traumatischer Erfahrungen oder das Hineinsteigern in eine akute seelische Krise können einen "bad trip" zur Folge haben, insbesondere dann, wenn dem Konsumenten eine Problembewältigung selber nicht gelingt.
Bei Menschen mit einer "Veranlagung zur Schizophrenie"*, soll der Gebrauch von Psychedelika Depressionen, paranoides Verhalten oder psychotische Episoden, die den natürlich auftretenden schizophrenieartigen psychotischen Zuständen ähneln, herbeiführen können. Das solche Episoden eine rein pharmakologische Wirkung der Halluzinogene darstellt, d. h. ohne Drogeneinfluß die Schizophrenie nicht bzw. nie "ausgebrochen" wäre, ist zu bezweifeln.
Bei Menschen mit bestimmten Veranlagungen (z. B. besondere Ich-Schwäche), kann es nach LSD-Konsum zu länger anhaltenden mentalen Störungen kommen. Es sind Fälle bekannt, in denen Wahrnehmungsveränderungen und Halluzinationen nach der Einnahme einer einzigen (meist extrem hohen) Dosis LSD bis zu drei Wochen andauerten.
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*Ca. 1% der Menschen auf der Erde erkranken im Laufe ihres Lebens an einer "schizophrenieartigen Psychose"; - und zwar
unabhängig ihrer Hautfarbe, Herkunft und den kulturell bedingten Unterschieden in ihren Drogenkonsumgewohnheiten.
Das Wiederauftreten der LSD-Wirkung ohne erneute LSD- Einnahme - der flashback - ist ein rätselhaftes Phänomen. 15% der LSD Anwender geben an, Flashbacks erlebt zu haben. Sie sollen durch Cannabis-Konsum, Angst, Ermüdung, Dunkelheit oder eine "psychedelische Optik" ausgelöst worden sein. Beim Flashback handelt es sich vermutlich um ein Erinnerungsphänomen, ähnlich wie beim deja vu.
Die Behauptung, daß Flashbacks durch im Gehirn oder im Fettgewebe gespeichertes und später wieder freigesetztes LSD verursacht werden, konnte wissenschaftlich nie nachgewiesen werden.
Eine körperliche LSD-Abhängigkeit entsteht nicht, auch dann nicht, wenn LSD über einen längeren Zeitraum wiederholt eingenommen wird. Im Gegenteil scheint bei Personen, die massiv LSD konsumieren, das Verlangen nach diesen Substanzen mit der Zeit sogar abzunehmen. Tiere verabreichen sich im Laborversuch bestimmte psychotrope Substanzen wie z. B. Kokain, Amphetamin, Opioide und Nikotin aus eigenem Antrieb. Das Ausmaß dieser Selbstverabreichung ist je nach Substanz unterschiedlich und soll das "Mißbrauchspotential" einer Substanz für den Menschen widerspiegeln. Labortiere neigen nicht zur Selbstverabreichung von Halluzinogenen.