Les effets du sévoflurane et du desflurane sur la circulation cérébrale sont similaires à ceux de l'isoflurane. Tous deux ont un effet vasodilatateur cérébral direct, qui explique que la réduction du débit sanguin cérébral est moindre que celle du métabolisme. Cet effet vasodilatateur direct semble dose-dépendant et plus marqué avec le desflurane > isoflurane > sévoflurane. Plusieurs cas suggérant une perfusion de luxe ont été rapportés avec de fortes concentrations de desflurane. Le sévoflurane préserve l'autorégulation cérébrale jusqu'à 1,5 CAM. Le desflurane altère cette autorégulation, jusqu'à l'abolir à 1,5 CAM. Le sévoflurane et le desflurane (jusqu'à 1,5 CAM) préservent la réactivité cérébrovasculaire au CO₂. Ni le sévoflurane, ni le desflurane n'entraînent d'augmentation de la pression intracrânienne (PIC) par rapport à sa valeur de base préanesthésique. Cependant, comparés aux anesthésiques intraveineux, la PIC est plus élevée avec les agents volatils halogénés, avec une tendance plus importante au gonflement cérébral après ouverture de la dure-mère (isoflurane > sévoflurane). Plusieurs cas de mouvements épileptiformes et de tracé EEG critiques ont été rapportés lors d'induction sous sévoflurane. Des tracés EEG critiques sévères accompagnés d'une réponse hyperdynamique ont été constatés lors d'induction au masque chez l'enfant avec de hautes concentrations de sévoflurane et hyperventilation. La prudence est donc recommandée pour une induction au masque avec du sévoflurane en neurochirurgie chez l'enfant. Tous les agents volatils halogénés possèdent des propriétés neuroprotectrices expérimentales (réduction de la mort neuronale par nécrose et par apoptose). Cependant, ces effets neuroprotecteurs ont été décrits in vitro ou chez l'animal, et leur réalité en clinique humaine reste à prouver.

The effects on cerebral circulation and metabolism of sevoflurane and desflurane are largely comparable to isoflurane. Both induce a direct vasodilation of the cerebral vessels, resulting in a less pronounced decrease in cerebral blood flow compared to the decrease in cerebral metabolism. This direct vasodilation seems to be dose-dependent and more pronounced for desflurane > isoflurane > sevoflurane. Many reports suggest luxury perfusion at high concentrations of desflurane. Sevoflurane maintains intact cerebral autoregulation up to 1.5 MAC. Desflurane induces a significant impairment in autoregulation, with a completely abolished autoregulation at 1.5 MAC. Both sevoflurane and desflurane (up to 1.5 MAC) maintain normal CO₂ regulation. As to their effect on final intracranial pressure (ICP), both sevoflurane and desflurane revealed no increases in ICP. However, compared to intravenous hypnotics, subdural ICP is higher with volatiles because of their tendency to increase cerebral swelling after dura opening (isoflurane > sevoflurane). Several case reports have noted seizure-like movements, as well as EEG recorded seizures during induction of sevoflurane anesthesia. Especially, in children during inhalational induction with hyperventilation at a high sevoflurane concentration, severe epileptiform EEG with a hyperdynamic response were observed, which urges for caution using inhalational sevoflurane induction in children for neurosurgical procedures. Neuroprotective properties (reduced neuronal death either by necrosis or apoptosis) have been attributed to all volatile agents. However, these neuroprotective effects have been described in experimental or animal models, so their possible effect on humans remains to be proven.