Самые передовые, и пока спекулятивные, гипотезы о механизмах действия психоделиков выходят за рамки классической биохимии и углубляются в мир квантовой механики. Некоторые исследователи предполагают, что психоделики, такие как ЛСД или псилоцибин, могут оказывать своё действие не только путём связывания с рецепторами, но и путём воздействия на субмолекулярные квантовые процессы в нейронах. Например, через изменение вероятности 'квантового туннелирования' протонов или электронов в белках и ферментах. Если это так, то психоделики могут влиять на саму 'основу' нейронных сигналов на уровне, который мы едва начинаем понимать. Это могло бы объяснить их глубокие, труднообъяснимые эффекты на сознание и восприятие, предполагая, что они временно 'перестраивают' фундаментальные физические процессы, управляющие работой мозга.