I prolungamenti centrali dei neuroni bipolari presenti nel ganglio spirale raggiungono i "nuclei cocleari ventrale" e "dorsale" posti lateralmente ai peduncoli cerebellari inferiori e nella zona di confine tra bulbo e ponte. Nella coclea la parte più basale è deputata alla ricezione dei suoni ad alta frequenza, mentre l'apice alla captazione di quelli a bassa frequenza realizzando quindi un'organizzazione ben precisa di sintonizzazione. Allo stesso modo i nuclei presentano un'organizzazione che viene chiamata "tonotopica" (o, vista la struttura della coclea, "cocleotopica") secondo la quale i suoni a più alta frequenza provenienti dalla base proiettano nel quadrante dorsomediale, mentre quelli provenienti dall'apice al quadrante ventrolaterale.