La composante vestibulaire du nerf crânien VIII commence par les processus périphériques des neurones bipolaires qui font synapse avec les transducteurs de mouvement dans les canaux vestibulaire et semi-circulaire. Les processus se projettent vers le centre pour former le nerf vestibulaire qui pénètre dans le tronc cérébral au niveau de l'angle ponto-cérébelleux.
Le nerf se divise dans la moelle pour alimenter quatre noyaux situés dans le plancher du quatrième ventricule : les noyaux vestibulaires médial, latéral, inférieur et supérieur. Certaines fibres contournent cette zone pour pénétrer directement dans le cervelet via son pédoncule inférieur ; les noyaux vestibulaires reçoivent des informations du cervelet via le cortex cérébelleux et le noyau fastigial.
Les fibres des noyaux vestibulaires ont des cibles diffuses :
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