脳には前部と後部の動脈から二重の血液供給がある。前部循環は内頸動脈から生じ、脳の前部に供給される。後方循環は椎骨動脈から生じ、脳の後部と脳幹に供給される。前部と後部からの循環はウィリス輪で合流（吻合）する。脳内の様々な細胞と血管系チャネルからなる神経血管ユニットは、活性化した神経細胞への血液の流れを調節し、その高いエネルギー要求を満たすようにしている。