Psychobiotika je označení pro probiotika (živé mikroorganismy), které mají schopnost produkovat neuroaktivní látky a ovlivňovat funkci mozku. Psychobiotika mohou mít zdravotní přínos pro pacienty s psychiatrickým onemocněním: zmírňují příznaky deprese, úzkosti a syndromu chronické únavy a přispívají ke zlepšení nálady. Střevní mikrobiom komunikuje s lidským mozkem přes osu střevo-mozek (gut-brain axis). Lidské střevo nejen, že přijímá signály z centrálního nervového systému (CNS), ale funguje i zpětná vazba, kdy střevo vysílá signály do mozku. Střevní mikrobiota prostřednictvím jejich metabolitů reguluje periferní i centrální nervový systém, ovlivňuje vývoj mozku i jeho funkce. Na vzájemné komunikaci se podílí různé signální molekuly, jako je např. kyselina gama-aminomáselná (GABA), dopamin, noradrenalin, acetylcholin (Ach) či mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFAs), aktivace imunitního systému pomocí prozánětlivých cytokinů i metabolismus tryptofanu, který je prekurzorem serotoninu, tzv. hormonu štěstí a pohody. Narušení rovnováhy střevní mikroflóry (mikrobiomu) vede ke vzniku různých onemocnění, včetně neuropsychiatrických (deprese, úzkost, autismus, schizofrenie).