神经成像学研究已经开始提供一些相关过程的解释。最近的一项神经影像研究显示，当人们在思考上帝或其他精神存在时，大脑中与心智化相关的同一区域就会活跃起来，很显然，我们把精神存在看作了真正的人。几年前，安德鲁·纽伯格（Andrew Newberg）和尤金·阿奎利（Eugene d’Aquili）发现，在冥想过程中产生狂喜状态的个体具有独特的大脑激活模式。在狂喜状态下，个体左顶叶后叶的活动水平大大降低，右半球有大量的泛化活动，而右脑通常与更多的无意识的情绪反应有关。在神秘状态下，顶叶区域似乎被关闭了，而这一区域与人类的空间自我意识有关，这几乎肯定可以解释狂喜状态下与真实世界分离的感觉。纽伯格和阿奎利认为，当顶叶中的神经元开始关闭时，它们会通过边缘系统（杏仁核）向下丘脑释放一系列冲动，与下丘脑之间建立一个反馈回路，关注额叶皮层区域（通常负责抑制顶叶神经束）和顶叶。随着这个循环的建立，它导致了空间意识神经回路的彻底关闭，同时释放了一阵狂喜的感觉，最终使我们感到自己似乎与无限的“存在”结合在一起，而这正是进入恍惚状态的特征。他们将这一束神经元标记在顶叶上，称为“上帝点”（God Spot）。
与之相关的事实表明，内啡肽也可能被牵涉其中：毕竟，这也是内啡肽产生的主要场所。更重要的是，许多宗教活动（尤其是那些与恍惚状态相关的活动）涉及身体疼痛和压力。在某些情况下，这可能涉及故意施加的痛苦。基督教中最臭名昭著的例子是中世纪的鞭笞者，他们在黑死病期间游历欧洲，在旅途中通过鞭挞自己引发了一场狂潮，吸引了大量人群。在天主教修道主义中，忏悔的传统有着悠久的历史。人们常在私人祈祷中使用传统的九尾鞭。在俄罗斯东正教传统中，鞭笞者和切断者旨在通过自我施加的痛苦达到一种宗教意义上的狂喜状态。由于切断者的做法涉及将女性的乳房割掉，不用说，他们的受欢迎程度相对较低。而更为温和的克里斯蒂安派从14世纪60年代开始一直延续到19世纪90年代。
其他近期的神经影像学研究表明，宗教信仰涉及许多与心智理论有关的大脑单元。目前的一个重要发现是，宗教知识和宗教经验似乎激活的是大脑的不同区域。宗教知识会激活颞叶区域，而宗教经验会激活左额叶、顶叶和颞叶区域。前者可能反映了知识性事实之间的相互关联，而后者可能与支撑心智和心智理论的领域密切相关。
