После метаболизации в псилоцин, псилоцибин взаимодействует в основном с серотониновыми рецепторами в головном мозге, особенно с 5-HT2A рецепторами. Активация этих рецепторов приводит к изменениям в работе нейронных сетей, включая снижение активности 'сети режима по умолчанию' (DMN), отвечающей за самореференцию. Это может коррелировать с 'растворением эго'. Также наблюдается повышение связности между обычно несвязанными областями мозга, что может объяснять синестезии и новые перцептивные переживания. Эти изменения являются временными и обратимыми.