Những người từng sắp chết khi tỉnh lại thường kể rằng lúc đó họ thấy mình bước về phía ánh sáng hoặc bay ra khỏi cơ thể. Sau khi nghiên cứu sóng não của bệnh nhân đang hấp hối, các nhà khoa học Mỹ thấy hoạt động điện trong não họ tăng đột biến lúc lâm chung. Các nhà khoa học tại Trường ĐH George Washington tin rằng, việc tăng đột biến này có thể là nguyên nhân gây ra hiện tượng người sắp chết thấy mình như đang bước vào thế giới bên kia, đi theo sự dẫn dụ của ánh sáng trắng hoặc hồn lìa khỏi xác.

Một số người từ cõi chết trở về còn nhìn thấy các nhân vật tôn giáo như Jesus, Muhammad, Krishna. Một số khác nói họ tràn ngập cảm giác yên bình khi bắt đầu bước vào đường hầm đầy ánh sáng.

Bí ẩn hiện tượng hồn lìa khỏi xác sau khi tim ngừng đập. 

TS Lakhmir Chawla và cộng sự đã sử dụng thiết bị đo hoạt động của não đối với gần 60 bệnh nhân sắp chết. Các nhà khoa học nhận thấy hoạt động sóng não của bệnh nhân lúc lâm chung tăng đột biến và kéo dài từ 30 giây đến 3 phút.

“Chúng tôi nghĩ rằng hiện tượng người sắp chết thấy hồn lìa khỏi xác có thể là do năng lượng điện tăng mạnh khi não hết ôxy. Khi dòng máu chảy chậm lại và mức dưỡng khí giảm mạnh, các tế bào não tạo ra xung điện cuối cùng. Nó bắt đầu từ một phần của bộ não và nhanh chóng lan ra xung quanh, gây ra cảm giác mạnh”, ông nói.

Một nghiên cứu ở Hà Lan cho thấy, một trong 5 trường hợp bị tim ngừng đập trải qua cảm giác hồn lìa khỏi xác và sau khi thoát chết, những người này cảm thấy vui vẻ hơn, vị tha hơn và ít sợ chết hơn.

Những người trải qua kinh nghiệm cận tử có các triệu chứng giống như dùng ma túy, chẳng hạn như ketamin. Khu vực vỏ não trước trán và vùng não tưởng thưởng(reward circuits) bị gián đoạn, khiến người sắp chết cảm thấy hạnh phúc và thỏa mãn. Đây cũng là lý do tại sao họ có ảo giác nhìn thấy người chết, thường là những người họ biết và yêu quý.

Tất cả quá trình thần kinh ở trên chỉ là giả thuyết, do không thể nghiên cứu bộ não của con người khi họ đang tiến gần đến cái chết. Các nhà khoa học chỉ có thể nghiên cứu dựa vào mô tả của những người trải qua kinh nghiệm cận tử, sau khi sự việc đã xảy ra.