Molte sono le ricerche in corso per studiare i meccanismi che potrebbero essere alla base della relazione tra disbiosi e malattie del sistema nervoso come l'Alzheimer, la sclerosi multipla, la depressione e l'autismo. La comunicazione diretta tra intestino e cervello (nervo vago, flusso sanguigno che raggiunge la barriera emato-encefalica) potrebbe giustificare in parte tale relazione con il passaggio diretto di metaboliti in grado di avere effetti sulla funzione del sistema nervoso e favorire l'instaurarsi di una risposta infiammatoria locale.