Patofyziologie spontánního upbeat (UBN) a downbeat (DBN) nystagmu je přezkoumána ve světle několika poučných klinických poznatků a experimentálních dat. UBN způsobený lézí pontu by mohl být důsledkem poškození ventrálního tegmentálního traktu (VTT), který vychází z horního vestibulárního jádra (SVN), prochází ventrálním ponsem a přenáší excitační vestibulární signály směrem nahoru do třetího nervového jádra. Léze VTT pravděpodobně vede k relativní hypoaktivitě pohonu motoneuronů výtahových svalů a následně k nerovnováze mezi sestupným a vzestupným systémem, což vede k pomalé fázi směrem dolů. Výsledky pozorované u internukleární oftalmoplegie naznačují, že mediální longitudinální fascikulus (MLF) se podílí na přenosu vestibulárních signálů směrem nahoru i dolů. Vzhledem k tomu, že nebyly zaznamenány žádné klinické případy DBN v důsledku fokálního poškození mozkového kmene, lze předpokládat, že přenos vestibulárních signálů směrem dolů závisí pouze na MLF, zatímco přenos vestibulárních signálů směrem nahoru zahrnuje jak MLF, tak VTT. Hlavní ložiskové léze, které vedou k DBN, postihují cerebelární floculus a/nebo parafloculus. Tato struktura zřejmě tonicky inhibuje SVN a její excitační eferentní dráhu (tj. VTT), nikoli však sestupný vestibulární systém. Proto by léze flokula mohla mít za následek disinhibici dráhy SVN-VTT s následnou relativní hyperaktivitou pohonu motoneuronů elevačních svalů, což by vedlo k pomalé fázi směrem nahoru. UBN je také důsledkem lézí postihujících kaudální dřeň. Oblast v této oblasti by mohla tvořit součást zpětnovazební smyčky podílející se na udržení pohledu směrem vzhůru, která vychází z kolaterální větve VTT a zahrnuje postupně kaudální dřeň, flocculus a SVN. Proto se předpokládá, že hlavní typy spontánního vertikálního nystagmu způsobeného fokálními centrálními lézemi jsou výsledkem primární dysfunkce dráhy SVN-VTT, která se stává hypoaktivní po lézi pontu nebo kaudální dřeně, čímž vyvolává UBN, a hyperaktivní po lézi flokule, čímž vyvolává DBN. A konečně, jelikož gravitace ovlivňuje UBN a DBN a může usnadňovat vestibulární systém směrem dolů a omezovat vestibulární systém směrem nahoru, předpokládá se, že se excitační dráha SVN-VTT spolu s její specifickou inhibicí ve flokule vyvinula jako protiváha gravitačnímu působení. Tento anatomický hypervývoj je zřejmě spojen s fyziologickým zkreslením rychlosti směrem nahoru, protože zisk všech pomalých očních pohybů směrem nahoru je u normálních lidí a opic větší než zisk pomalých očních pohybů směrem dolů.