最近研究报道，肠道微生物调节了一些基本的神经发育过程，包括血脑屏障形成和完整性、神经形成、小胶质细胞成熟、髓鞘形成、神经营养蛋白和神经递质及其受体的表达，这表明肠道微生物在调节人体正常神经发育中具有重要意义。

在3岁前的早期生命阶段，如在围产期和出生后期，肠道菌群失调可能导致一些神经发育疾病，如自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder, ASD）。因此，研究肠道微生物对神经发育的影响以及针对肠道菌群失调的干预方法具有重要意义。

Finegold等报道在严重自闭症患者中，拟杆菌门和放线菌门处于较高水平，而健康人的厚壁菌门和变形杆菌门更为丰富。自闭症儿童粪便中脱硫弧菌属（Desulfovibrio）和普通拟杆菌（Bacteroides vulgatus）显著高于健康对照组。而且Wang等证实与健康对照组相比，自闭症患者的双歧杆菌属和Akkermansia muciniphila的相对丰度较低。其中，黏液溶解细菌Akker-mansia muciniphila的减少表明自闭症患者的肠道黏液屏障发生了变化。Kang等证明自闭症患者的粪便菌群的多样性较少，其中普氏菌属（Prevotella）、粪球菌属（Coprococcus）和未分类的韦荣球菌科（Veillonellaceae）丰度较低，这些变化与自闭症密切相关，而不是与胃肠道症状相关。

Kang等也证实了ASD儿童肠道微生物多样性较低，并且ASD儿童的疾病表型与普氏菌属（Prevotella copri）密切相关，普氏粪杆菌（Feacalibacterium prausnitzii）和副流感嗜血杆菌（Haemophilus parainfluenzae）的丰度较低。另一项研究观察到，自闭症儿童的胃肠道紊乱是由高水平的梭菌属（Clostridium）和萨特氏菌属（Sutterella）引起。还有更多最新综述总结了自闭症儿童相较于健康儿童的肠道菌群研究。

此外，一些临床前研究表明，补充益生菌可以缓解ASD症状。Tabouy等揭示罗伊氏乳杆菌治疗可以缓解Shank3基因敲除（knock-out, KO）小鼠模型中的肠道菌群失调和ASD行为。此外，据报道，脆弱拟杆菌有助于改善小鼠的ASD样行为表现，如较少的焦虑、与其他小鼠的更多互动以及显著减少的重复性行为。这些研究为开发益生菌干预治疗人类神经发育障碍的策略奠定了基础。