Die VNS wirkt auf verschiedene Weisen, um Migräne zu lindern. Neuronally moduliert sie den trigeminovaskulären Reflex und verringert die Aktivierung der nozizeptiven Bahnen, die für den Schmerz verantwortlich sind (medizinische Studie: Straube, et al., 2015). Immunologisch kann die Vagusnervstimulation die Spiegel von proinflammatorischen Zytokinen beeinflussen, die bei Migränepatienten oft erhöht sind (medizinische Studie: Silberstein, et al., 2016). Metabolisch kann die VNS die Freisetzung von Neurotransmittern wie Serotonin und GABA beeinflussen, die eine Rolle bei der Schmerzminderung spielen (medizinische Studie: Barbanti, et al., 2015).