El nervio troclear nace en el núcleo troclear. Éste se sitúa a nivel del colículo inferior, en la parte anterior de la sustancia gris que rodea el acueducto cerebral del mesencéfalo. Desde aquí, el nervio rodea posteriormente el acueducto hasta el lado opuesto, donde emerge del mesencéfalo a la altura del velo medular superior. A continuación, el nervio circunnavega el lado del tronco encefálico - tiene el recorrido más largo de cualquier nervio craneal - para entrar en la fisura orbitaria superior.
Dentro de la cavidad orbitaria, el nervio troclear irriga el músculo oblicuo superior.
El núcleo troclear recibe información cortical, especialmente de la corteza occipital a través del colículo superior, e información de los nervios craneales tercero, sexto y octavo a través del fascículo longitudinal medial.
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