Vías ascendentes
Las vías auditivas centrales se extienden desde la médula hasta la corteza cerebral. Están formadas por una serie de núcleos (grupos de cuerpos celulares nerviosos del sistema nervioso central similares a un ganglio periférico) conectados por tractos de fibras formados por sus axones (procesos que transportan las señales fuera de los cuerpos celulares). Esta compleja cadena de células nerviosas ayuda a procesar y transmitir la información auditiva, codificada en forma de impulsos nerviosos, directamente a los niveles cerebrales más altos de la corteza cerebral. Hasta cierto punto, las diferentes propiedades del estímulo auditivo se transmiten a través de distintas vías paralelas. Este método de transmisión, empleado por otros sistemas sensoriales, proporciona un medio para que el sistema nervioso central analice las diferentes propiedades del estímulo auditivo único, con una parte de la información procesada en los niveles bajos y otra en los niveles superiores. En los niveles inferiores de la vía, se procesa la información sobre el tono, el volumen y la localización de los sonidos, y se inician las respuestas apropiadas, como la contracción de los músculos intraaurales, el giro de los ojos y la cabeza, o los movimientos del cuerpo en su conjunto.
En la médula oblonga, las fibras del nervio coclear terminan al llegar a un conjunto de células nerviosas llamado núcleo coclear. El núcleo coclear está formado por varios tipos de células distintas y se divide en núcleo coclear dorsal y ventral. Cada fibra nerviosa coclear se ramifica en el núcleo coclear, enviando una rama al núcleo coclear dorsal y la otra rama al núcleo coclear ventral.
Algunas fibras del núcleo coclear ventral pasan a través de la línea media hacia las células del complejo olivar superior, mientras que otras hacen conexión con las células olivares del mismo lado. En conjunto, estas fibras forman el cuerpo trapezoidal. Las fibras del núcleo coclear dorsal cruzan la línea media para terminar en las células de los núcleos del lemnisco lateral. Allí se unen las fibras de los núcleos cocleares ventrales de ambos lados y del complejo olivar. El lemnisco es un tracto principal, la mayoría de cuyas fibras terminan en el colículo inferior, el centro auditivo del cerebro medio, aunque algunas fibras pueden eludir el colículo y terminar, junto con las fibras del colículo, en el siguiente nivel superior, el cuerpo geniculado medial. Desde el cuerpo geniculado medial hay una proyección ordenada de fibras a una porción de la corteza del lóbulo temporal.
En los seres humanos y otros primates el área acústica primaria en la corteza cerebral es el giro temporal transversal superior de Heschl, una cresta en el lóbulo temporal, en el labio inferior de la hendidura profunda entre los lóbulos temporal y parietal, conocida como la fisura silviana.
Debido a que aproximadamente la mitad de las fibras de las vías auditivas cruzan la línea media mientras que otras ascienden por el mismo lado del cerebro, cada oído está representado tanto en la corteza derecha como en la izquierda. Por este motivo, incluso cuando el área cortical auditiva de un lado se lesiona por un traumatismo o un accidente cerebrovascular, la audición binaural puede verse poco afectada. Se han descrito casos de audición alterada debido a una lesión cortical bilateral que afecta a ambas áreas auditivas, pero son extremadamente raros.