La SNV agit par plusieurs mécanismes pour atténuer les migraines. Neuronalement, elle module le réflexe trigémino-autonome, réduisant l'activation des voies nociceptives responsables de la douleur (étude médicale : Straube, et al., 2015). Immunologiquement, la stimulation vagale peut influencer les niveaux de cytokines pro-inflammatoires, qui sont souvent élevées chez les patients migraineux (étude médicale : Silberstein, et al., 2016). Métaboliquement, la SNV peut affecter la libération de neurotransmetteurs tels que la sérotonine et le GABA, qui jouent un rôle dans la modulation de la douleur (étude médicale : Barbanti, et al., 2015).