De auraverschijnselen ontstaan door een golf van verhoogde activiteit van bepaalde hersencellen die gevolgd wordt door een tijdelijk uitdoving van de hersencelactiviteit. Dit fenomeen heet cortical spreading depression (CSD) en duurt meestal tussen de 5 en 60 minuten.

De hoofdpijn en begeleidende verschijnselen ontstaan door activering van het zogenoemde trigeminovasculaire systeem in de hersenen. Dit is een ingewikkeld systeem met verbindingen tussen de hersenstam en specifieke bloedvaten in de hersenvliezen rondom de hersenen. Deze verbinding loopt via de vijfde hersenzenuw, de nervus trigeminus.

Bij activatie van dit systeem ontstaan allerlei veranderingen waarbij onder andere verschillende stoffen vrijkomen die zorgen voor een toename van de gevoeligheid van bepaalde hersenzenuwen voor pijn.

Eén van deze stoffen is calcitonin gene-related peptide (CGRP). Triptanen, de best werkende middelen om migraineaanvallen snel te onderdrukken, remmen onder andere het vrijkomen van CGRP en onderdrukken de pijngeleiding in de hersenstam. Nieuwe medicijnen die momenteel in ontwikkeling zijn, blokkeren de werking van CGRP direct waardoor aanvallen onderdrukt en voorkómen kunnen worden. Maar het zal nog zeker enkele jaren duren voordat deze nieuwe generatie anti-CGRP-medicijnen op de markt zal komen.