腦是人體最重要的器官，腦缺氧5分鐘后腦組織就會出現不可逆性損傷。雖然腦的重量占體重的比重很少，但是全腦的血流量大概占了每分鐘心臟輸出量的20%，大腦所需的葡萄糖和耗氧量，也占全身的20%-25%。所以當腦的血供中斷，導致腦組織缺氧的時候，2分鐘之內大腦的電活動就會停止，5分鐘以后腦組織就會出現不可逆的損傷。所以足夠的腦血液供應，對保持正常的腦部功能非常重要。
腦也有一定的調節能力，腦血流量在一定的情況下波動，比如平均動脈壓在60-160mmHg的時候，腦血管平滑肌可以隨著血壓的變化，進行收縮或者舒張，來維持腦血流量的穩定。當腦的平均動脈壓低于60mmHg的時候，血管就不再舒張，這種時候腦血流量就會減少。當平均動脈壓高于160mmHg的時候，血管的收縮也就到了最大限度，這個時候會引起腦血流量的增多。
雖然腦的血流量有一定自身調節機制，但是超過了自身調節的范圍之后，如果出現了腦血流量的下降，腦的供氧受到影響，持續5分鐘以上，腦組織就出現不可逆的損傷。目前的靜脈溶栓、動脈取栓，會改善腦缺血、缺氧的情況，但是嚴重的不可逆損傷的那部分細胞無法恢復。