Bei Migräne spielt Serotonin eine wichtige Rolle, jedoch wird es nicht direkt von Interneuronen ausgeschüttet. Stattdessen wird Serotonin hauptsächlich von serotonergen Neuronen im Gehirn produziert und freigesetzt. Bei Migräne kommt es zu Veränderungen im Serotoninhaushalt, die mit der Entstehung von Kopfschmerzen und anderen Symptomen in Verbindung stehen. Ein Abfall des Serotoninspiegels kann zur Aktivierung von Schmerzbahnen und zur Entzündung der Blutgefäße im Gehirn führen, was die Migräneattacken auslösen kann.