La MDMA y la MDA hacen que las neuronas liberen un neurotransmisor llamado serotonina. La serotonina es importante para muchos tipos de células nerviosas, incluyendo las células que reciben información sensorial y las células que controlan el sueño y las emociones. La serotonina que ha sido liberada puede sobreactivar los receptores de serotonina. En los animales se ha demostrado que la MDMA y la MDA dañan y destruyen las fibras nerviosas de aquellas neuronas que contienen serotonina. Esto puede ser un gran problema porque las neuronas que almacenan serotonina juegan un papel en varias cosas como en el estado de ánimo, el sueño y el control del ritmo cardiaco.
Los científicos han descubierto recientemente que las neuronas con serotonina que han sido dañadas sí pueden hacer crecer sus fibras nuevamente, pero que éstas no vuelven a crecer normalmente. Es posible que las fibras vuelvan a crecer en áreas del cerebro donde normalmente no lo harían, mientras que no logran crecer en otras áreas del cerebro donde sí deberían encontrarse. Los nuevos patrones de crecimiento pueden causar cambios en el estado de ánimo, en el aprendizaje y en la memoria.