สามร้อยปีต่อมา ในปี ค.ศ. 1672 โธมัส วิลลิส ได้เริ่มใช้คำว่า ประสาทวิทยา วิลลิสสังเกตอาการไมเกรนได้อย่างแม่นยำเป็นพิเศษ และตระหนักถึงสาเหตุหลายประการที่ทำให้เกิดอาการไมเกรน รวมถึงการถ่ายทอดทางพันธุกรรม การเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล สภาวะบรรยากาศ อาการปวดหัว และการรับประทานอาหาร วิลลิสยังได้แนะนำทฤษฎีหลอดเลือดเกี่ยวกับอาการปวดศีรษะ โดยระบุว่าไมเกรนเกิดจากการขยายตัวของหลอดเลือด โดยชี้ให้เห็นว่าอาการปวดศีรษะสัมพันธ์กับการกระตุกเกร็งที่เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ โดยเริ่มต้นที่ปลายประสาทส่วนปลาย