Fiziopatologia nistagmusului spontan ascendent (UBN) și descendent (DBN) este revizuită în lumina mai multor constatări clinice și date experimentale instructive. UBN datorat leziunilor pontine ar putea rezulta din deteriorarea tractului tegmental ventral (VTT), care își are originea în nucleul vestibular superior (SVN), care trece prin ponsul ventral și transmite semnale vestibulare ascendente excitatorii către nucleul nervos al treilea. O leziune a VTT duce probabil la o hipoactivitate relativă a impulsului către motoneuronii mușchilor liftului cu, în consecință, un dezechilibru între sistemele descendent și ascendent, ceea ce duce la o fază lentă descendentă. Rezultatele observate în cazul oftalmoplegiei internucleare sugerează că fasciculul longitudinal medial (MLF) este implicat în transmiterea atât a semnalelor vestibulare ascendente, cât și a celor descendente. Deoarece nu au fost raportate cazuri clinice de DBN datorate unei leziuni focale a trunchiului cerebral, se poate presupune că transmiterea semnalelor vestibulare descendente depinde numai de FML, în timp ce cea a semnalelor vestibulare ascendente implică atât FML, cât și VTT. Principalele leziuni focale care duc la DBN afectează floculul cerebelos și/sau paraflocculul cerebelos. Aparent, această structură inhibă tonic SVN și tractul său eferent excitator (adică VTT), dar nu și sistemul vestibular descendent. Prin urmare, o leziune flocculară ar putea avea ca rezultat o dezinhibiție a căii SVN-VTT cu, în consecință, o hiperactivitate relativă a conducerii către motoneuronii mușchilor ascensorului, ceea ce ar duce la o fază lentă ascendentă. UBN rezultă, de asemenea, din leziuni care afectează măduva caudală. O zonă din această regiune ar putea face parte dintr-o buclă de feedback implicată în menținerea privirii în sus, care își are originea într-o ramură colaterală a VTT și care cuprinde, succesiv, măduva caudală, floculul și SVN. Prin urmare, se sugerează că principalele tipuri de nistagmus vertical spontan datorat leziunilor centrale focale rezultă dintr-o disfuncție primară a căii SVN-VTT, care devine hipoactivă după leziuni pontine sau medulare caudale, provocând astfel UBN, și hiperactivă după leziuni floculare, provocând astfel DBN. În cele din urmă, din moment ce gravitația influențează UBN și DBN și poate facilita sistemul vestibular descendent și poate frâna sistemul vestibular ascendent, se presupune că calea excitatorie SVN-VTT, împreună cu inhibiția sa flocculară specifică, s-a dezvoltat pentru a contracara atracția gravitațională. Această hiperdezvoltare anatomică este aparent asociată cu o prejudecată fiziologică a vitezei ascendente, deoarece câștigul tuturor mișcărilor oculare lente ascendente este mai mare decât cel al mișcărilor oculare lente descendente la subiecții umani normali și la maimuțe.