大脑和肠道相互传递信息，并在两个方向上发挥作用。 最近的研究表明，肠道中的细菌深入参与了大脑和肠道之间的关系，被称为 "大脑-肠道关联"。 对大脑健康和疾病之间关系的研究正在快速进展。
大脑健康与肠道细菌之间的深层关系 以及肠道细菌如何发挥作用
肠道对大脑和大脑对肠道的相互依存关系
什么是肠道细菌和 "脑-肠关联"？
我感到很紧张，胃也很疼。 你有便秘，感觉不舒服。 精神压力会导致肠道问题，反之亦然，肠道问题会导致精神压力。 许多人都有这些经历和症状，这表明大脑和肠道是相互依存的。 这就是 "脑-肠关联"。
肠易激综合征（IBS）是一种由压力引起的便秘、腹泻和腹痛的慢性病，是由肠道和大脑之间的这种互动引起的典型例子。 此外，最近的研究表明，肠道细菌深入参与了大脑与肠道的互动，这不仅与肠道疾病有关，还与抑郁症等精神疾病和帕金森症、阿尔茨海默症等大脑疾病（中枢神经系统疾病）的发展和预防有关。
2004年，日本九州大学的须藤信行教授和他的同事发表了一项关于小鼠肠道内是否有细菌与压力之间关系的研究，这被认为是 "大脑-肠道-细菌 "相关性的先驱性研究。
大脑健康与肠道细菌之间的深层关系 以及肠道细菌如何发挥作用
双歧杆菌能抑制大脑的应激反应
当我们感到压力时，我们的大脑会释放与压力有关的激素。 通过大脑中的下丘脑和垂体，这些激素指示肾上腺释放 "应激激素"，如皮质醇和肾上腺素，从而增加心率和血压，并提高血糖水平。
Sudo及其同事调查了无菌小鼠、正常小鼠和仅有特定肠道细菌（如双歧杆菌和细菌）的小鼠的这种压力反应的程度。 他们发现，
(1) 无菌小鼠比正常小鼠对压力更敏感
(2) 携带Bacteroides细菌的小鼠与无菌小鼠一样对压力敏感。
(3) 含有双歧杆菌的小鼠的应激反应比正常小鼠低。
换句话说，研究结果表明，肠道细菌的存在或缺失会影响大脑的应激反应，而抑制应激反应的是特定肠道细菌的功能，而不是一般的肠道细菌。 此外，Sudo及其同事比较了无菌小鼠和正常小鼠的脑源性神经营养因子（BDNF）的水平，这是一种大脑神经细胞的生长因子，并发现无菌小鼠的这些水平较低，这表明肠道细菌可能在大脑发育中起作用。
影响神经系统、免疫系统和其他途径
根据一篇关于帕金森病的评论文章中的数字（Wang Q, et al. Brain 2021 Apr 15.）
生活在身体末端的大肠中的细菌对大脑有影响。 起初，这些看似离奇的发现并没有引起人们的注意。 然而，在2000年代中期，随着分析技术的急剧改进，对肠道细菌的研究不断扩大，须藤博士的研究进入了人们的视线，在过去的10年里，对大脑、肠道和肠道细菌之间相关性的研究迅速加快。
须藤博士的研究吸引了很多人的注意，在过去的十年里，关于大脑、肠道和肠道细菌之间的相关性的研究迅速加快。"从来没有人对肠道细菌和压力，或肠道细菌和大脑做过研究。 Sudo回忆说："当我们第一次发表我们的工作时，几乎没有任何反应，直到2006或2007年，我们才开始被邀请参加美国的会议。 我认为，大脑与肠道的相关性之所以引起如此多的关注，是因为肠道细菌被作为一个新的角色加入。
特别值得注意的是与中枢神经系统疾病的关系，如帕金森病、阿尔茨海默氏病和多发性硬化症。 众所周知，任何这些疾病的患者的肠道菌群都不如健康人的多样化。 例如，在阿尔茨海默病中，双歧杆菌的数量比健康人低，而且每种疾病都有关于某些细菌数量低或高的报道。
在大脑、肠道和肠道细菌之间的相互关系中，它们相互发送信号的可能途径和媒介是：（1）神经系统，包括肠神经和迷走神经；（2）免疫系统，包括免疫细胞；以及（3）肠道细菌产生的代谢物，如短链脂肪酸。
例如，就帕金森病而言，它被认为是仅次于阿尔茨海默氏病的第二大最常见的神经系统疾病，致病因素是一种积聚在大脑中的异常蛋白质，但这种蛋白质在肠道中大量产生，并被认为通过迷走神经传递到大脑。 有研究表明，为治疗其他疾病（如十二指肠溃疡）而做过手术切除连接肠道和大脑的迷走神经的人，其帕金森病的发病率只有正常人的一半。
在食品中的开发和应用，如酸奶
众所周知，肠道是人体中最大的免疫器官，体内60%的免疫细胞集中在这里。 众所周知，肠道中的细菌对免疫细胞起作用，以增强免疫力，反之，刺激抑制免疫力爆发的细胞的表达，人们认为通过这些免疫细胞抑制炎症的效果也可能在大脑中发挥作用。 还有报道称，短链脂肪酸是肠道细菌的一种代谢产物，参与调节大脑中的免疫细胞--小胶质细胞的功能。
短链脂肪酸还能增加大脑中的神经营养因子的数量，这些因子参与神经元突触的生长和分化，也参与保护血脑屏障，防止有害物质进入大脑。
这种大脑与肠道之间的关联究竟是如何运作的还有待观察，但人们正在努力改善大脑反应，并通过将典型的肠道细菌作为食物来缓解可能导致疾病的症状。 例如，已经开发的酸奶声称可以减轻压力和保持记忆，希望这将被应用于各种食品。