การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาบทบาทของเมลาโตนินต่อระบบควบคุมการเกิดความเจ็บปวดจากการกระตุ้นหลอดเลือดในสมองในหนูทดลองสองภาวะ คือภาวะปกติและภาวะที่ได้รับการกระตุ้น โดยกลุ่มที่ได้รับการกระตุ้นแบ่งสัตว์ทดลองออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆคือกลุ่มสัตว์ทดลองที่ได้รับการกระตุ้นโดยการวางผลึกโปแตสเซียมคลอไรด์ที่ผิวสมองเพื่อให้เกิดปรากฏการณ์คอร์ติคัล สเปรดดิ้ง ดีเพรสชั่น (Cortical spreadingdepression

CSD) และกลุ่มสัตว์ทดลองที่ได้รับสารกลีเซอรีลไตรไนเตรททางหลอดเลือดดำเพื่อกระตุ้นหลอดเลือดสมองด้วยไนคริคออกไซด์ โดยการศึกษาทั้งหมดทำการตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของหลอดเลือดสมองและระบบการไหวเวียนเลือดเฉพาะที่ของเปลือกสมองด้วยกล้องฟลูออเรสเซนต์และ Laser Doppler Flowmetry (LDF) ตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนแบบส่องผ่าน และตรวจวัดการกระตุ้นระบบรับความเจ็บปวดจากหลอดเลือดสมอง โดยการตรวจหาเอนไซม์นอสและโปรตีนฟอสในกลุ่มเซลล์ไตรเจมินัลนิวเคลียสคอดาลลิส ผลการศึกษาพบว่าเมลาโดนินมีผลทำให้หลอดเลือดสมองหดตัวในภาวะปกติและในกลุ่มสัตว์ทดลองที่ได้รับการกระตุ้นโดยโปแตสเซียมคลอไรด์มีการเพิ่มขึ้นของอัตราการไหลเวียนเลือดเฉพาะที่ในลักษณะที่เป็นวงจร ส่วนการกระตุ้นด้วยกลีเซอรีลไตรไนเตรททำให้หลอดเลือดสมองเกิดการขยายตัว ผลจากการกระตุ้นสัตว์ทดลองทั้งสองวิธีทำให้ระดับเอนไซม์นอสและโปรตีนฟอสในกลุ่มเซลล์ไตรเจมินัลนิวเคลียสคอดาลลิสเพิ่มขึ้น ส่วนผลการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนพบว่าเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดในกลุ่มสัตว์ทดลองทั้งสองกลุ่มมีจำนวน pinocytic vescicle และ microvilli เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน นอกจากนี้ยังพบว่าสัตว์ทดลองที่ได้รับเมลาโตนินก่อนการกระตุ้นมีการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลเวียนเลือดเฉพาะที่และการขยายตัวของหลอดเลือดจากการกระตุ้นลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับเมลาโตนิน และการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนให้ผลในทำนองเดียวกัน โดยพบว่าเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดในกลุ่มที่ได้รับเมลาโตนินมีการเปลี่ยนแปลงลดลง นอกจากนี้ยังพบว่าการให้เมลาโตนินในสัตว์ทดลองสามารถลดการกระตุ้นระบบรับความเจ็บปวดจากหลอดเลือดสมองได้โดยพบว่าเอนไซม์นอสและโปรตีนฟอสในไตรเจมินัลนิวเคลียสคอดาลลิสจากการกระตุ้นทั้งสองวิธีลดลง ในกลุ่มที่ได้รับเมลาโตนิน จากการที่เมลาโตนินสามารถยับยั้งการกระตุ้นต่อระบบหลอดเลือดสมองและระบบรับความเจ็บปวดจากหลอดเลือดสมองในสัตว์ทดลองที่ถูกกระตุ้นทั้งสองวิธี บ่งชี้ว่าเมลาโตนินนั้นน่าจะมีผลต่อต้านการปวดศีรษะไมเกรนได้