Patofysiologien bag spontan opadgående (UBN) og nedadgående (DBN) nystagmus gennemgås i lyset af flere instruktive kliniske fund og eksperimentelle data. UBN som følge af pontinlæsioner kan skyldes skader på den ventrale tegmentale kanal (VTT), der har sit udspring i den overlegne vestibulære kerne (SVN), løber gennem den ventrale pons og overfører excitatoriske opadgående vestibulære signaler til den tredje nervekerne. En VTT-læsion fører sandsynligvis til en relativ hypoaktivitet af drivkraften til elevatormusklernes motoneuroner med deraf følgende ubalance mellem det nedadgående og det opadgående system, hvilket resulterer i en nedadgående langsom fase. De resultater, der er observeret ved internuklear ofthalmoplegi, tyder på, at den mediale longitudinale fasciculus (MLF) er involveret i transmissionen af både opadgående og nedadgående vestibulære signaler. Da der ikke er rapporteret om kliniske tilfælde af DBN som følge af fokal hjernestammeskade, kan det antages, at transmissionen af nedadrettede vestibulære signaler kun afhænger af MLF, mens transmissionen af opadrettede vestibulære signaler involverer både MLF og VTT. De vigtigste fokale læsioner, der resulterer i DBN, påvirker cerebellar flocculus og/eller paraflocculus. Tilsyneladende hæmmer denne struktur tonisk SVN og dets excitatoriske efferente tractus efferent (dvs. VTT), men ikke det nedadgående vestibulære system. Derfor kan en flocculær læsion resultere i en disinhibering af SVN-VTT-banen med deraf følgende relativ hyperaktivitet af drivkraften til elevatormusklernes motoneuroner, hvilket resulterer i en opadgående langsom fase. UBN skyldes også læsioner, der påvirker den caudale medulla. Et område i denne region kunne indgå i et feedbackkredsløb, der er involveret i opadgående blikket, og som har sit udspring i en sidegren af VTT’en og omfatter successivt det caudale medulla, flocculus og SVN. Det foreslås derfor, at hovedtyperne af spontan vertikal nystagmus som følge af fokale centrale læsioner skyldes en primær dysfunktion i SVN-VTT-banen, som bliver hypoaktiv efter pontine eller caudale medullære læsioner og derved fremkalder UBN, og hyperaktiv efter flocculære læsioner og derved fremkalder DBN. Da tyngdekraften påvirker UBN og DBN og kan lette det nedadgående vestibulære system og hæmme det opadgående vestibulære system, er det en hypotese, at den excitatoriske SVN-VTT-bane sammen med dens specifikke flocculære hæmning har udviklet sig for at modvirke tyngdekraften. Denne anatomiske overudvikling er tilsyneladende forbundet med en fysiologisk opadgående hastighedsbias, da gevinsten af alle opadgående langsomme øjenbevægelser er større end gevinsten af nedadgående langsomme øjenbevægelser hos normale mennesker og hos aber.