Các sự kiện bệnh lý thiếu máu cục bộ não khởi đầu từng nấc hay đột ngột giảm tưới máu não và bao gồm suy năng lương sinh học của tế bào não, độc tế bào, stress oxy hoá, rối loạn chức năng hàng rào máu - não, tổn thương vi mạch máu, kích hoạt cầm máu, viêm và hoại tử tế bào thần kinh, thần kinh đệm và nội mạc.