O componente sensorial do nervo vago consiste em duas divisões funcionais principais.
A sensação geral do ouvido externo passa pelo ramo auricular do nervo vago através da porção petrosa do osso temporal. A partir daqui, passa pelo gânglio vagal superior e, em seguida, pelo forame jugular antes de entrar na medula para terminar no núcleo espinal do trigémeo.
As fibras aferentes viscerais gerais originam-se nas paredes de vários trajectos e transmitem, por exemplo, informações sobre a pressão e o volume. As fibras provenientes do esófago formam o plexo esofágico e existem plexos semelhantes para o coração e os pulmões. Estes fundem-se no nervo vagal propriamente dito à medida que este ascende na bainha carotídea, como continuação dos troncos vagais formados a partir dos plexos abdominais.
As fibras aferentes da laringe e da faringe - incluindo as fibras gustativas da língua e da epiglote - juntam-se ao nervo vago no ângulo da mandíbula antes de passarem para cima como uma raiz vagal para o tronco cerebral. Todas as fibras aferentes viscerais gerais contribuem para o trato do núcleo solitário - que tem uma associação íntima com a formação reticular e os centros cardiovasculares e respiratórios medulares.
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