La rotazione del capo è captata da recettori dell'orecchio interno: le macule dell'utricolo, del sacculo e le creste ampollari dei tre canali semicircolari, che sono raggiunti da fibre periferiche del ganglio vestibolare di Scarpa, annesso al nervo vestibolococleare (VIII nervo cranico). Il segnale viaggia centralmente verso i quattro nuclei vestibolari (superiore, laterale, mediale, inferiore), presenti nel bulbo del tronco encefalico.