Communicatie tussen het centraal zenuwstelsel, darmstelsel en de microbiota daarin, gaat over de hersen-darm-as. Dit is een complex communicatienetwerk in twee richtingen tussen de hersenen en de darmen. Het gaat bij de hersen-darm-as over veel verschillende signaalroutes, zoals het autonome en enterische zenuwstelsel, het endocriene systeem, de hypothalamus-hypofyse-bijnier-as, het immuunsysteem, en de microbiota en hun metabolieten. Hoewel er steeds meer bekend wordt over de hersen-darm-as, zijn er nog altijd tal van vragen onbeantwoord over de communicatie tussen darmen en hersenen, zowel in het geval van gezondheid als wanneer sprake is van ziekte.