दो जोड़ी बड़ी धमनियों के माध्यम से मस्तिष्क को रक्त की आपूर्ति की जाती है:

इंटरनल कैरोटिड धमनियां, जो गर्दन के आगे की ओर से दिल में खून पहुंचाती हैं

वर्टिब्रल धमनियां, जो गर्दन के पीछे की ओर से दिल में खून पहुंचाती हैं

खोपड़ी में, वर्टिब्रल धमनियां इकट्ठा होकर बेसिलर धमनी (सिर के पीछे की ओर) बनाती हैं। इंटरनल कैरोटिड धमनियां और बेसिलर धमनी कई शाखाओं में विभाजित होती हैं, इसमें सेरेब्रल धमनियां शामिल हैं। कुछ शाखाएं मिलकर धमनियों का एक चक्र बनाती हैं (विलिस का चक्र) जो वर्टिब्रल और इंटरनल कैरोटिड धमनियों को जोड़ती हैं। अन्य धमनियां विलिस के घेरे से निकलती हैं जैसे ट्रैफिक सर्कल से सड़कें। ये शाखाएं दिमाग के सभी हिस्सों में खून पहुंचाती हैं।

जब दिमाग में सप्लाई करने वाली बड़ी धमनियां ब्लॉक हो जाती हैं, तो कुछ लोगों में कोई लक्षण नहीं होते हैं या केवल एक हल्का सा आघात होता है। लेकिन इस तरह की ब्लॉकेज वाले अन्य लोगों को बहुत बड़ा इस्केमिक आघात होता है। क्यों? इस स्पष्टीकरण का एक हिस्सा कोलेट्रल धमनियों के लिए है। कोलेट्रल धमनियां अन्य धमनियों के बीच से निकलती हैं, जिससे वे अतिरिक्त जोड़ बनाती हैं। इन धमनियों में विलिस का चक्र और धमनियों के बीच के जोड़ शामिल हैं जो चक्र से बाहर निकलती हैं। कई लोगों में जन्म से ही कोलेट्रल धमनियां बड़ी होती हैं, जिससे वे आघातों से बचे रहते हैं। जब एक धमनी ब्लॉक होती है, तो किसी कोलेट्रल धमनियों के रास्ते ब्लड फ़्लो होता है, जो कभी-कभी आघात को रोकता है। अन्य लोगों में कोलेट्रल धमनियां छोटी होती हैं। छोटी धमनियों से प्रभावित हिस्से में पर्याप्त ब्लड फ़्लो नहीं हो पाता, जिसकी वजह से आघात हो सकता है।

नई धमनियां विकसित करके भी शरीर आघात से खुद को बचा सकता है। जब ब्लॉकेज धीरे-धीरे और लगातार विकसित होती है (जैसा कि एथेरोस्क्लेरोसिस में होता है), तो दिमाग के प्रभावित हिस्से में ब्लड सप्लाई बनाए रखने के लिए समय पर नई धमनियां पैदा हो सकती हैं और इस तरह आघात को रोका जा सकता है। अगर आघात पहले ही हो चुका है, नई धमनियों के पैदा होने से दोबारा आघात से बचा जा सकता है (लेकिन पहले ही हो चुकी क्षति को ठीक नहीं किया जा सकता)।