Dans notre machine humaine, le système nerveux, dit neurovégétatif, contrôle toutes les fonctions indépendantes de la volonté comme la digestion, circulation, respiration, etc. Il est constitué de deux branches complémentaires; le système nerveux sympathique, qui stimule ces fonctions, et le système nerveux parasympathique, qui leur sert de frein.
L'information circule ensuite vers les organes via des messagers chimiques de type hormonal. Chez une personne en parfaite santé, ces deux branches sont très bien équilibrées. Par contre, nous sommes rarement en équilibre parfait. Nous avons tous tendance à être plutôt actif, spontané, voire nerveux ou survolté (système sympathique dominant) ou au contraire, réfléchi, lent, voire lymphatique ou paresseux (système parasympathique). Les maux de tête sont parfois déclenchés par une brutale modification d'activité dans ce délicat système.
Dans ce cas, c'est une vasodilatation dans le cerveau qui est à la base des douleurs. Car si le système sympathique est chargé de donner aux vaisseaux l'ordre de se contracter lorsque c'est nécessaire, le parasympathique a pour mission de leur dire de se dilater si tel est le besoin. Chez certaines personnes, il suffit d'un stress, d'une contrariété, d'une modification hormonale subite, d'un changement de rythme brusque... pour que l'équilibre soit rompu. Si c'est le système parasympathique qui prend le dessus, une vasodilatation brutale est ordonnée. Et comme la boîte crânienne est un espace clos, dépourvue d'élasticité, cette augmentation du calibre des vaisseaux provoque d'intenses douleurs.
La douleur n'est pas seulement due à cette vasodilatation. Si c'était le cas, elle suivrait dans son développement le tracé du circuit artériel cérébral. Il est probable qu'à partir de la réaction parasympathique, l'activité électrique et biochimique du cerveau soit perturbée. Il s'installerait alors une réaction en chaîne responsable de l'intensité et de la durée de la douleur.