Existe un sistema de comunicación compleja entre la microbiota y el cerebro, denominado «eje intestino-cerebro».

Este diálogo garantiza no solo el equilibrio del sistema gastrointestinal sino que tiene efectos múltiples en las emociones, la motivación y las funciones cognitivas.

El eje intestino-cerebro se encarga de controlar las funciones del intestino y de coordinar las actividades de algunos centros del cerebro responsables de las emociones y de los procesos cognitivos con algunas funciones intestinales, como por ejemplo la activación de las defensas inmunitarias, la permeabilidad del intestino a las sustancias, las señales entre el intestino y algunos órganos productores de hormonas.

Se cree que este eje sea responsable de las respuestas del organismo al estrés, y que una microbiota alterada pueda causar respuestas poco adecuadas desencadenando problemas de salud incluso serios.