吸食伴有摻雜物的海洛因後，會引起一系列的神經系統病變，如驚厥、震顫麻痹、周圍神經炎、弱視、遠離注射部位的肌功能障礙。長期吸毒叮引起智力減退和個性改變，屍檢的結果也表明，神經系統的病理變化包括：多發星狀細胞病變，廣泛腦腫脹和變性，蒼白球的退行性變化，脊髓灰質的壞死，肌組織的病理改變，周圍神經的慢性炎性改變及退行性改變。臨牀檢查如發現有
神經系統體徵，應考慮是否有其他合併症引起的腦部病變。
如急性節段性脊髓炎，化膿性腦膜炎，敗血症引起的腦膿腫，細菌性心內膜炎引起的腦栓塞。海洛因過量引起的呼吸抑制進一步造成腦缺氧。另外靜脈注射伴有摻雜物的毒品，也可直接引起腦栓塞。有學者認爲60％的腦水腫病人是由於吸毒過量引起，腦水腫的形成可能是因爲肺水腫引起的顱內高壓。
可卡因是一種致驚厥劑，單劑量即可誘發癲癰發作，重複使用可引起癲癇慢性化，可卡因的致癲癇作用被稱爲“促燃作用”，停用可卡因後這種促燃作用仍可存在，這可能是誘發復吸的潛在原因之一。可卡因還可能使原有癲癇表現出來，在臨牀工作中應注意排除原發性癲癇病可能性。
此外，可卡因濫用還可引起顱內出血、抽搐、持續性或機械性重複動作、共濟失調和步態異常。以上異常會在停藥後逐漸消失。
