Эта теория утверждает, что мигрень является результатом дисфункции головного мозга. Она предполагает, что через головной мозг проходит волна сниженной нервной активности, что известно как ползучая депрессия коры головного мозга, что вызывает химические и сосудистые изменения, а затем ауру и головную боль. До сих пор неясно, как наружные провоцирующие факторы повышают нервную активность в отдельных участках головного мозга, что приводит к распространению электрической активности в головном мозге.