Zakaj znižanje telesne temperature za nekaj stopinj deluje zaščitno, še ni povsem raziskano. V možganih, ki so bili izpostavljeni pomanjkanju kisika, se sproži veliko število procesov, od katerih lahko nekateri možgane okvarijo. Ker pomanjkanje kisika povzroči pomanjkanja spojin, s pomočjo katerih telo oskrbuje možganske celice z energijo, lahko pride do odpovedi delovanja ionskih črpalk, ki v možganovini skrbijo za vzdrževanje normalnega okolja. Učinek je podoben uničujočemu učinku, ki bi ga na Nizozemskem imela odpoved vseh črpalk, ki prečrpavajo vodo z območij, ki ležijo pod nadmorsko višino 0 m, v višje ležeče kanale, ki vodo odvajajo v morje (v preteklosti bi se to lahko zgodilo zaradi dolgotrajne odsotnosti vetra, saj je večino črpalk poganjal prav veter). Velik del pokrajine bi namreč izginil pod morsko gladino. V možganskih celicah ne poplavlja morska voda, pač pa se podrejo razmerja ionov, kar lahko neposredno vodi v smrt celic. Pomanjkanje kisika sproži tudi pretirano izločanje spodbujevalnih (ekscitatornih) nevrotransmiterjev -- spojin, s pomočjo katerih celice možganov komunicirajo med seboj. Spodbujevalni nevrotransmiterji tarčne celice vzdražijo, zaviralni (inhibitorni) pa njihovo delovanje zavrejo. V starih časih so stražarji Kitajske na Kitajskem zidu drug drugemu sporočali, da je prišlo do vdora Hunov, s prižiganjem ognjenih grmad. Dogajanje v možganih, ki so bili izpostavljeni pomanjkanju kisika, v tem smislu spominja na nenadzorovan in uničujoč požar. Pretirano se poveča tudi sproščanje dušikovega oksida, kar ima prav tako škodljive učinke na možgane. Poleg tega se v nekaterih celicah lahko sproži programirana smrt, ki jo strokovno imenujemo apoptoza. Ta je v razvoju zelo pomembna, saj se morajo v določenih stopnjah razvoja nekatere celice umakniti, da lahko razvoj normalno poteka naprej. Npr. prsti roke, ki so zgodaj v razvoju zraščeni med seboj, se ločijo prav zato, ker vmesne celice v procesu apoptoze nadzirano odmrejo. Podobne spremembe se v razvoju dogajajo tudi v možganih, ob hudih motnjah pa se lahko apoptoza neustrezno sproži tudi v možganskih celicah, ki jih telo potrebuje. Ohlajanje možganov ima ugoden učinek na številne procese, ki kvarno vplivajo na možgane, na sproščanje spodbujevalnih nevrotransmiterjev, preskrbo možganov z energijo, pretok krvi skozi možgane, presnovo v možganskih celicah, nastajanje dušikovega oksida, apoptozo in druge procese.