Die Pathophysiologie des spontanen Aufwärts- (UBN) und Abwärtsnystagmus (DBN) wird im Lichte mehrerer aufschlussreicher klinischer Befunde und experimenteller Daten überprüft. UBN aufgrund von pontinen Läsionen könnte auf eine Schädigung des ventralen Tegmentaltrakts (VTT) zurückzuführen sein, der im Nucleus vestibularis superior (SVN) entspringt, durch den ventralen Pons verläuft und erregende vestibuläre Signale nach oben zum dritten Nervenkern überträgt. Eine VTT-Läsion führt wahrscheinlich zu einer relativen Hypoaktivität des Antriebs der Motoneuronen der Aufzugsmuskeln und damit zu einem Ungleichgewicht zwischen dem abwärtsgerichteten und dem aufwärtsgerichteten System, was zu einer abwärtsgerichteten langsamen Phase führt. Die bei der internukleären Ophthalmoplegie beobachteten Ergebnisse deuten darauf hin, dass der mediale longitudinale Faszikulus (MLF) an der Übertragung sowohl der aufwärts als auch der abwärts gerichteten vestibulären Signale beteiligt ist. Da keine klinischen Fälle von DBN aufgrund einer fokalen Hirnstammschädigung bekannt sind, kann davon ausgegangen werden, dass die Übertragung der abwärts gerichteten vestibulären Signale nur vom MLF abhängt, während die Übertragung der aufwärts gerichteten vestibulären Signale sowohl den MLF als auch den VTT einbezieht. Die wichtigsten fokalen Läsionen, die zu DBN führen, betreffen den Flocculus cerebellaris und/oder den Paraflocculus. Offenbar hemmt diese Struktur tonisch das SVN und seine erregende efferente Bahn (d. h. den VTT), nicht aber das abwärtsgerichtete vestibuläre System. Daher könnte eine flocculäre Läsion zu einer Enthemmung des SVN-VTT-Wegs führen, mit der Folge einer relativen Hyperaktivität des Antriebs der Motoneuronen der Aufzugsmuskeln, was zu einer langsamen Aufwärtsphase führt. UBN entsteht auch durch Läsionen in der kaudalen Medulla. Ein Bereich in dieser Region könnte Teil einer Rückkopplungsschleife sein, die am Aufwärtsblicken beteiligt ist und ihren Ursprung in einem kollateralen Ast des VTT hat und nacheinander die kaudale Medulla, den Flocculus und den SVN umfasst. Daher wird angenommen, dass die Haupttypen des spontanen vertikalen Nystagmus aufgrund fokaler zentraler Läsionen aus einer primären Dysfunktion des SVN-VTT-Signalwegs resultieren, der nach pontinen oder kaudalen medullären Läsionen hypoaktiv wird und dadurch UBN auslöst, und nach flocculären Läsionen hyperaktiv wird und dadurch DBN auslöst. Da die Schwerkraft UBN und DBN beeinflusst und das abwärts gerichtete vestibuläre System fördern und das aufwärts gerichtete vestibuläre System hemmen kann, wird angenommen, dass sich der erregende SVN-VTT-Signalweg zusammen mit seiner spezifischen flocculären Hemmung entwickelt hat, um dem Schwerkraftsog entgegenzuwirken. Diese anatomische Hyperentwicklung ist offenbar mit einer physiologischen Verzerrung der Geschwindigkeit nach oben verbunden, da die Verstärkung aller langsamen Augenbewegungen nach oben größer ist als die der langsamen Augenbewegungen nach unten bei normalen Menschen und bei Affen.