Ein kompliziertes System von Arterien versorgt das Gehirn mit dem Sauerstoff, den es für seine Funktion benötigt. Die inneren Halsschlagadern und die Wirbelarterien sind die Hauptgefäße des Gehirns, die das Gehirn mit Blut versorgen. Diese Arterien bilden einen Kreis, der als Willis-Kreis bekannt ist und nach Thomas Willis, dem britischen Arzt, der ihn entdeckt hat, benannt ist. Der Willis-Kreis befindet sich an der Basis des Gehirns, wo er von anderen Gefäßen des Gehirns verbunden ist. Dieses arterielle System ist so konzipiert, dass bei einer Verstopfung einer Arterie der Blutfluss auf andere Arterien umgeleitet werden kann.
Die inneren Halsschlagadern versorgen die Vorderseite des Gehirns mit Blut. Die linke innere Halsschlagader versorgt den linken Teil des Gehirns mit Blut und die rechte innere Halsschlagader versorgt den rechten Teil mit Blut. Wenn jede A. carotis interna in den Schädel eintritt, teilt sie sich in drei Äste, die mit der vorderen Hirnarterie, der mittleren Hirnarterie und der hinteren Kommunikationsarterie verbunden sind.
Die vordere Hirnarterie versorgt die Frontallappen mit Blut. Die Frontallappen sind die Teile des Gehirns, die die Persönlichkeit, das logische Denken und die willkürliche Bewegung kontrollieren. Die mittlere Hirnarterie versorgt Teile des Frontal-, Parietal- und Temporallappens des Gehirns mit Blut. Dieses Gefäßgebiet ist mit den sensorischen und motorischen Aktivitäten von Hand, Arm, Rachen und Gesicht verbunden und beeinflusst die Sprache.
Die hintere kommunizierende Arterie versorgt die Temporal- und Okzipitallappen mit Blut. Der Temporallappen steuert Gedächtnis, Sprache und auditive Verarbeitung. Der Hinterhauptslappen steuert das Sehen und ist für Aufgaben wie die motorische Wahrnehmung, räumliche Verarbeitung und Farbunterscheidung zuständig.
Die Wirbelarterien verbinden sich mit den Basilararterien. Diese Gefäße des Gehirns versorgen den Hirnstamm, die Rückseite des Großhirns und einen Teil des Kleinhirns mit Blut. Der Hirnstamm koordiniert Bewegungen auf der linken und rechten Körperseite. Das Großhirn ist mit Urteilsvermögen, Wahrnehmung, Entscheidungsfindung, Denken und Vorstellungskraft verbunden, und das Kleinhirn steuert Gleichgewicht und Bewegung.
Das Gehirn benötigt einen ständigen Blutfluss, um sein Gewebe gesund zu halten und die Nervenfunktion zu unterstützen. Es wurde geschätzt, dass das Gehirn etwa 25 Prozent des Sauerstoffs im Körper und fast 20 Prozent des Blutes verbraucht. Im Gegensatz zu anderen Körpergeweben kann das Gehirn keinen Brennstoff speichern, daher benötigt es die kontinuierliche Zufuhr von Glukose, die eine konstante Blutzirkulation bereitstellen kann. Die Gefäße des Gehirns zirkulieren Blut durch das Gehirn, um sicherzustellen, dass alle seine Nerven und Zellen die Nährstoffe erhalten, die sie benötigen.