В отношении кровоснабжения головного мозга нужно отметить, что хотя в области коры передняя, средняя и задняя артерии и имеют связи друг с другом, они обычно недостаточны для обеспечения питания мозговой ткани в области выключенного сосуда.

Наоборот, к структурам с высокой болевой чувствительностью относятся большие вены и венозные синусы, артерии твёрдой мозговой оболочки (передняя и средняя оболочечные артерии), крупные артерии основания мозга, твёрдая мозговая оболочка в области передней, задней и средней черепной ямок, мягкая мозговая оболочка вблизи крупных артерий основания мозга, черепные нервы и верхние шейные нервы.

Во внутричерепном отделе позвоночника позвоночная артерия отдаёт ветви к твёрдой мозговой оболочке задней части черепа.

Выйдя из него, сосудисто-нервный пучок позвоночной артерии резко меняет вертикальное направление на горизонтальное, огибает заднюю поверхность тела первого шейного позвонка и, поворачивая вверх и вперёд, проходит через шейнозатылочную мембрану и твёрдую мозговую оболочку.

По бокам расположены задние мозговые артерии, которые снабжают кровью область мозга, отвечающую за зрение.

Кровоснабжение ствола головного мозга и мозжечка обеспечивается вертебральными артериями, базилярной и задними мозговыми артериями.

Задняя мозговая артерия участвует также в кровоснабжении четверохолмия и ножек мозга.

Задняя мозговая артерия васкуляризует кору и субкортикальное белое вещество затылочной доли, заднего отдела теменной доли, нижней и задней частей височной доли.