Yhdysvaltalainen neurokirurgi Eben Alexander on kirjoittanut kooman aikana kokemastaan kuolemanrajakokemuksesta, jonka hän uskoo todistavan tietoisuutemme olevan peräisin muualta kuin aivoista. Tiedemiehet ovat kuitenkin esittäneet luonnollisempia selityksiä kuolemanrajakokemuksille – tässä niistä muutama.
Yhdysvaltalainen tohtori Rick Strassman on tutkinut aivojen käpyrauhasta ja sen roolia hengellisten kokemusten takana. Strassmanin mukaan käpyrauhanen erittää dimetyylitryptamiinia, eli vahvaa, lyhenteellä DMT tunnettua hallusinogeenia, jota ihmiskehoissa sisäsyntyisesti esiintyy. Strassman uskoo, että juuri käpyrauhasen tuottama DMT on kuolemanrajakokemusten ja muiden "toisten maailmojen" kokemisen taustalla: kyseessä ei siis olisi mikään paranormaali ilmiö, vaan ainoastaan vahva hallusinaatio.
Neurokirurgian professori David Hovdan näkemyksen mukaan vaurioituneet aivot keskittävät kaiken energian vain elintoimintojen kannalta välttämättömiin osiin, jolloin korkeampi tietoisuus ei toimi. Siksi esimerkiksi näköaistimus voikin olla vain kirkasta valoa, sillä kognitiivista prosessointia ei aivoissa tapahdu. Michiganin yliopiston Jimo Borjiginin rotilla tekemän tutkimuksen mukaan eläinten aivotoiminta todella vilkastuu hetkellisesti sydämen pysähdyttyä, mikä voisi selittää myös ihmisten kertomat "hypertodellisuuden" kokemukset vastaavassa hätätilassa.
Brittitutkijoiden Dean Mobbsin ja Caroline Wattsin tutkimuksen mukaan kuolemanrajakokemuksissa ei ole mitään yliluonnollista, vaan niihin löytyy selitys neurologiasta ja psykologiasta. Heidän mukaansa itse asiassa puolet kuolemanrajakokemuksesta kertoneista ei tosiasiassa ollut ollut kuolemaa lähellä lainkaan. Euforian, hyväksynnän ja onnen tunteita taas voivat aiheuttaa monet huumaavat lääkkeet, esimerkiksi nukutusaineena käytetty ketamiini, joka aiheuttaa tietoisen mielen irtaantumista aistihavainnoista.