Bağırsak mikrobiotasını oluşturan mikrobiyotanın dengesi (tür çeşitliliği ve sayı) mental sağlığı etkilediği gibi, bunlardaki bozukluklar da beyin ve mental sağlığı içine alan pek çok hastalık ve bozuklular ile ilişkilidir; gerek etkilene bireye ait gerekse de gebelik öncesi ve gebelik döneminde anneye ait mikrobiyota bozuklukları (Otizm, şizofreni, anksiyete, depresyon, dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu…vd). Bağırsak ile beyin iki yönlü olarak birbirleri ile konuşmakta ve birbirlerini etkilemektedirler (crosstalk, bidirectional communication). Bağırsak ile beyin arasında var olan ve önemli tıbbi sonuçlar doğuran bu iletişim ve etkileşime dört yolak aracılık etmektedir 1. Sinirsel (nöronal) yol 2. Sinirsel ve hormonal (nöro-endokrin) yol 3. Metabolik yol 4. Bağışıklık (immünolojik) yol.