吸食伴有掺杂物的海洛因后，会引起一系列的神经系统病变，如惊厥、震颤麻痹、周围神经炎、弱视、远离注射部位的肌功能障碍。长期吸毒叮引起智力减退和个性改变，尸检的结果也表明，神经系统的病理变化包括：多发星状细胞病变，广泛脑肿胀和变性，苍白球的退行性变化，脊髓灰质的坏死，肌组织的病理改变，周围神经的慢性炎性改变及退行性改变。临床检查如发现有神经系统体征，应考虑是否有其他合并症引起的脑部病变。

如急性节段性脊髓炎，化脓性脑膜炎，败血症引起的脑脓肿，细菌性心内膜炎引起的脑栓塞。海洛因过量引起的呼吸抑制进一步造成脑缺氧。另外静脉注射伴有掺杂物的毒品，也可直接引起脑栓塞。有学者认为60％的脑水肿病人是由于吸毒过量引起，脑水肿的形成可能是因为肺水肿引起的颅内高压。

可卡因是一种致惊厥剂，单剂量即可诱发癫痈发作，重复使用可引起癫痫慢性化，可卡因的致癫痫作用被称为“促燃作用”，停用可卡因后这种促燃作用仍可存在，这可能是诱发复吸的潜在原因之一。可卡因还可能使原有癫痫表现出来，在临床工作中应注意排除原发性癫痫病可能性。

此外，可卡因滥用还可引起颅内出血、抽搐、持续性或机械性重复动作、共济失调和步态异常。以上异常会在停药后逐渐消失。