La pathophysiologie du nystagmus spontané upbeat (UBN) et downbeat (DBN) est revue à la lumière de plusieurs résultats cliniques et données expérimentales instructives. Le nystagmus spontané vers le haut dû à des lésions pontines pourrait résulter d’une lésion du tractus tegmental ventral (VTT), qui prend naissance dans le noyau vestibulaire supérieur (SVN), traverse le pons ventral et transmet des signaux vestibulaires excitateurs vers le haut au troisième noyau nerveux. Une lésion du VTT entraîne probablement une hypoactivité relative de la commande aux motoneurones des muscles élévateurs avec, par conséquent, un déséquilibre entre les systèmes descendant et ascendant, ce qui entraîne une phase lente descendante. Les résultats observés dans l’ophtalmoplégie internucléaire suggèrent que le fascicule longitudinal médian (FML) est impliqué dans la transmission des signaux vestibulaires ascendants et descendants. Comme aucun cas clinique de DBN dû à une lésion focale du tronc cérébral n’a été rapporté, on peut supposer que la transmission des signaux vestibulaires descendants ne dépend que du FML, alors que celle des signaux vestibulaires ascendants implique à la fois le FML et le VTT. Les principales lésions focales entraînant un DBN affectent le flocculus et/ou le paraflocculus cérébelleux. Apparemment, cette structure inhibe toniquement le SVN et sa voie efférente excitatrice (c’est-à-dire le VTT) mais pas le système vestibulaire descendant. Par conséquent, une lésion du flocculus pourrait entraîner une désinhibition de la voie SVN-VTT avec, par conséquent, une hyperactivité relative de la commande aux motoneurones des muscles élévateurs, entraînant une phase lente ascendante. L’UBN résulte également de lésions affectant la médulla caudale. Une zone de cette région pourrait faire partie d’une boucle de rétroaction impliquée dans le maintien du regard vers le haut, provenant d’une branche collatérale du VTT et comprenant la médulla caudale, le flocculus et le SVN, successivement. Il est donc suggéré que les principaux types de nystagmus verticaux spontanés dus à des lésions centrales focales résultent d’un dysfonctionnement primaire de la voie SVN-VTT, qui devient hypoactive après des lésions médullaires pontines ou caudales, provoquant ainsi l’UBN, et hyperactive après des lésions flocculaires, provoquant ainsi le DBN. Enfin, comme la gravité influence l’UBN et le DBN et qu’elle peut faciliter le système vestibulaire descendant et freiner le système vestibulaire ascendant, on suppose que la voie excitatrice SVN-VTT, ainsi que son inhibition flocculaire spécifique, se sont développées pour contrecarrer la force de gravité. Cet hyperdéveloppement anatomique est apparemment associé à un biais physiologique de vélocité vers le haut, puisque le gain de tous les mouvements oculaires lents vers le haut est supérieur à celui des mouvements oculaires lents vers le bas chez les sujets humains normaux et chez les singes.