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.

Migraine is een erfelijke aandoening van de hersenen chemie die aanvallen gekenmerkt door een complex van symptomen die zich voordoen over een periode van uren tot dagen veroorzaakt. De symptomen van migraine worden veroorzaakt door een verstoring in hersenfunctie over de hersenen serotonine. Er zijn veel theorieën over de verstoring uit te leggen in de hersenfunctie maar geen van hen is bewezen tot nu toe.