Een van de huidige theorie stelt voor dat serotonine gecontroleerde zenuwen van de hersenstam selectedert receptoren, of "switches", op de bloedvaten. De hersenstam verbindt de hersenen naar het ruggenmerg. Naast alle zenuwen die door het hele ruggenmerg, het bevat de pijn controlesysteem, de slaap controle systeem is het saldo systeem, en het braken centrum. Activering van zenuwen in de hersenstam veroorzaakt de bloedvaten vocht en chemicaliën lekken, waardoor de hoofdpijn. Deze theorie wordt de hersenstam generator (BSG) theorie voor migraine genoemd.

Men heeft gedacht dat migraine wordt veroorzaakt door veranderingen in de grootte van de bloedvaten in de hersenen. Vernauwing van bloedvaten, beperken bloedtoevoer naar de hersenen, werd gedacht dat de symptomen of aura, die soms vooraf aan een migraineaanval. Na de aura, de bloedvaten verwijden (vergroten), waardoor de hoofdpijn te laten verdwijnen. We begrijpen nu dat het proces veel ingewikkelder.

Serotonine speelt een belangrijke rol in het controleren van de hersenen cel activiteit, en men gelooft dat stoornissen van hersenfuncties geassocieerd met het begin van een migraine aanval kan worden gerelateerd aan een afwijking in de werking van serotonine. Echter, onderzoekers eens over welk deel van de hersenen is betrokken bij het proces van een migraineaanval en hoe serotonine betrokken is. Wat we wel weten is dat de meest effectieve medicijnen die worden gebruikt om een migraine-aanval te stoppen zijn serotonine medicijnen, die de serotonine-receptoren (structuren op het celoppervlak waarop serotonine hecht) beïnvloeden.

Serotonine is een stof in de hersenen bekend als een neurotransmitter. Neurotransmitters regelen hersenactiviteit door het reguleren van de elektrische activiteit van hersencellen (neuronen). Serotonine en andere chemicaliën in de hersenen functioneren zoals verkeerslichten, waardoor elektrische impulsen te springen van de ene hersencel naar de volgende op het juiste moment. Serotonine werkt als een rood licht, en een andere stof in de hersenen, epinefrine, gedraagt zich als een groen licht. Samen vormen deze chemicaliën in de hersenen moduleren of hersencel activiteit te controleren.