Le cerveau est alimenté en sang par deux paires de larges artères :

les artères carotides internes, qui transportent le sang qui provient du cœur en passant par la partie antérieure du cou

les artères vertébrales, qui transportent le sang provenant du cœur en passant par la partie postérieure du cou

Dans le crâne, les artères vertébrales confluent pour former le tronc basilaire (à l’arrière de la tête). Les carotides internes et le tronc basilaire se divisent en plusieurs branches, dont les artères cérébrales. Certaines branches se rejoignent pour former un cercle d’artères (le polygone de Willis), qui relie les artères vertébrales et les carotides internes. D’autres artères partent du polygone de Willis comme d’un rond-point. Les différentes branches alimentent en sang toutes les régions du cerveau.

L’obstruction des grosses artères qui irriguent le cerveau peut ne pas provoquer de symptômes ou seulement un accident vasculaire cérébral mineur. Alors que, pour la même obstruction, certaines personnes auront un accident vasculaire cérébral ischémique grave. Pourquoi ? Les artères collatérales constituent une partie de l’explication. Les artères collatérales relient d’autres artères, fournissant des connexions supplémentaires. Ces artères comprennent le polygone de Willis et les connexions entre les artères qui partent du polygone. Certaines personnes naissent avec de grandes artères collatérales, ce qui peut les protéger contre les AVC. Ainsi, quand une artère est bloquée, le flux sanguin continue à travers une artère collatérale, empêchant parfois un AVC. D’autres personnes naissent avec de petites artères collatérales. Des artères collatérales trop petites peuvent ne pas être en mesure d’assurer une circulation sanguine suffisante, ce qui conduit à un AVC.

Le corps peut également se protéger contre les AVC en fabriquant de nouvelles artères. Lorsque des obstructions se développent lentement et progressivement (comme dans l’athérosclérose), de nouvelles artères peuvent se créer au fil du temps pour continuer à approvisionner en sang la zone du cerveau touchée et éviter ainsi un accident vasculaire cérébral. Si un AVC a déjà eu lieu, le développement de nouvelles artères peut prévenir un deuxième AVC (mais ne peut pas guérir les lésions déjà présentes).