Karmaşık bir arter sistemi beyine çalışması gereken oksijeni sağlar. İç karotitler ve vertebral arterler, beyine kan sağlayan beynin ana damarlarıdır. Bu atardamarlar, onu keşfeden İngiliz doktor Thomas Thomas'ın ismiyle Willis'in dairesi olarak bilinen bir daire oluşturur. Willis'in dairesi beynin dibinde, beynin diğer damarları ile birleştiği yerde bulunur. Bu arteriyel sistem, bir arterde tıkanma olması durumunda kan akışının diğer arterlere yönlendirilebileceği şekilde tasarlanmıştır.
Dahili karotid arterler beynin önüne kan sağlar. Sol iç karotid beynin sol tarafına kan sağlar ve sağ iç karotid sağ tarafa kan sağlar. Her bir iç karotis arteri kafatasına girerken, ön serebral artere, orta serebral artere ve arka iletici artere bağlanan üç dala ayrılır.
Anterior serebral arter, ön loblara kan sağlar. Ön loblar beynin kişiliği, mantıksal düşünceyi ve gönüllü hareketi kontrol eden kısımlarıdır. Orta serebral arter, beynin ön, paryetal ve temporal loblarına parçalara kan sağlar. Bu vasküler bölge el, kol, boğaz ve yüzün duyusal ve motor aktiviteleri ile ilişkilidir ve konuşmayı etkiler.
Posterior iletici arter, temporal ve oksipital loblara kan sağlar. Geçici lob, hafızayı, dili ve işitsel işlemeyi kontrol eder. Oksipital lob vizyonu kontrol eder ve motor algısı, mekansal işleme ve renk ayrımcılığı gibi görevlerden sorumludur.
Omurlar, baziler arterlere bağlanır. Beynin bu damarları beyin sapına, beyin arkasına ve beyincik kısmına kan sağlar. Beyin sapı vücudun sol ve sağ tarafındaki hareketleri koordine eder. Beyin yargı, algı, karar verme, düşünce ve hayal gücü ile ilişkilidir ve beyincik denge ve hareketi kontrol eder.
Beyin, dokularını sağlıklı tutmak ve sinir fonksiyonlarını desteklemek için sürekli bir kan akışı gerektirir. Beynin vücuttaki oksijenin yaklaşık yüzde 25'ini ve kanın yaklaşık yüzde 20'sini kullandığı tahmin edilmektedir. Diğer vücut dokularından farklı olarak, beyin yakıt depolayamaz, bu yüzden sürekli kan dolaşımının sağlayabileceği sürekli glikoz kaynağına ihtiyaç duyar. Beyin damarları, tüm sinirlerinin ve hücrelerinin ihtiyaç duydukları besinleri almasını sağlamak için beyin boyunca kan dolaştırır.
