ilustrasi otak (unsplash.com/Robina Weermeijer)
Setiap stimulus dingin berpotensi mengakibatkan nyeri saraf yang kemudian akan memicu terjadinya sensasi brain freeze. Penyebab sesungguhnya dari brain freeze masih menjadi perdebatan. Namun, sebagian besar ahli menduga bahwa kondisi ini terjadi ketika zat dingin menyentuh langit-langit mulut atau bagian belakang tenggorokan. Hal ini akan mengakibatkan pembuluh darah kecil di daerah itu menyempit dan kemudian melebar dengan cepat.
Selanjutnya, reseptor rasa sakit di dekat pembuluh darah akan merasakan ketidaknyamanan dan mengirim pesan di sepanjang serabut saraf kecil ke saraf yang lebih besar (saraf trigeminal), yang meneruskannya ke otak.
Perlu diketahui, saraf trigeminal ini juga membawa sinyal rasa sakit dari wajah, sehingga otak mungkin menganggap bahwa sensasi rangsangan dingin yang datang tersebut berasal dari kepala dan bukan dari mulut. Peristiwa ini disebut juga dengan fenomena nyeri alih, mengutip Harvard Health Publishing.