Crijevno-mozgovna os predstavlja termin za dvosmjernu komunikaciju između središnjeg živčanog sustava i živčanog sustava crijeva koja kontrolira homeostazu gastrointestinalnog trakta i povezuje ga s emocionalnim i kognitivnim područjima mozga. U ovoj složenoj komunikaciji sudjeluju i simpatički i parasimpatički autonomni živčani sustav, hipotalamusno-hipofizno-nadbubrežna os, a novija istraživanja navode i važnu ulogu mikrobiote crijeva. Jedna od ključnih komponenti crijevno-mozgovne osi jest vagalni živac koji prikuplja informacije s aferentnih vlakana od unutrašnjih organa koje zatim šalje do mozga, a eferentnim vlaknima pokreće odgovarajući živčani refleks tako što šalje povratnu informaciju od mozga prema unutrašnjim organima. Na ovaj način vagalni živac povezuje različite sustave što omogućuje njihovu dvosmjernu komunikaciju. Novija istraživanja pokazala su kako mikrobiota crijeva ima važnu ulogu u crijevno-mozgovnoj osi s obzirom na mogućnost lučenja neurotransmitera i metabolita koji stimuliraju živčane reflekse u središnjem živčanom sustavu i živčanom sustavu crijeva. Osim što mogu utjecati povoljno na crijevno-mozgovnu os, mogu imati i nepovoljan utjecaj koji je primijećen kod neuropsiholoških i gastrointestinalnih poremećaja. Istraživanja na mikrobioti crijeva omogućila su bolje razumijevanje crijevno-mozgovne osi te postala tema daljnjih istraživanja, kao i meta za razvoj novih terapijskih metoda.