Die Darm-Hirn-Achse beschreibt die bidirektionale, also in beide Richtungen verlaufende, Kommunikationsverbindung zwischen dem Darm und dem Gehirn. Dieses komplexe Netzwerk umfasst das zentrale Nervensystem (Gehirn), das enterische Nervensystem (das "Bauchhirn"), das Immunsystem und das endokrine System (Hormone). Man kann sich das wie eine Datenautobahn vorstellen, auf der ständig Informationen ausgetauscht werden.
Der Vagusnerv, der zehnte Hirnnerv, ist einer der Hauptakteure in dieser Kommunikation. Er leitet Signale vom Darm zum Gehirn und umgekehrt. So kann der Zustand des Darms, zum Beispiel Entzündungen oder die Zusammensetzung der Darmflora, die Stimmung, das Verhalten und sogar kognitive Funktionen beeinflussen. Umgekehrt können Emotionen wie Stress oder Angst direkt auf die Funktion des Verdauungstrakts einwirken.
Die Mikroorganismen der Darmflora sind ebenfalls entscheidende Mitspieler. Sie produzieren Neurotransmitter wie Serotonin (das "Glückshormon") und Gamma-Aminobuttersäure (GABA), die über die Darm-Hirn-Achse die Gehirnfunktion und das emotionale Wohlbefinden beeinflussen können. Die Pflege einer gesunden Darmflora durch eine ausgewogene Ernährung mit Pro- und Präbiotika ist daher nicht nur für die Verdauung, sondern auch für die psychische Ausgeglichenheit von Bedeutung.