Aby dziecko mogło prawidłowo funkcjonować w szkole, doznania odbierane przez jego wszystkie zmysły muszą ściśle, stale i w sposób pełny ze sobą współpracować. Integracja sensoryczna (SI), czyli współpraca zmysłów, zaczyna się już w okresie życia płodowego, a najbardziej intensywnie przebiega i doskonali się w pierwszych kilku latach życia. Jest to proces o charakterze neurologicznym rejestrujący bodźce płynące z ciała i środowiska tak, by być użyte do celowego działania. Mózg otrzymuje informacje pochodzące z receptorów wzroku, słuchu, węchu, smaku, dotyku, przedsionkowych i proprioceptywnych, a następnie segreguje je, rozpoznaje, odpowiednio interpretuje i łączy z sobą oraz z posiadanymi już doświadczeniami, i podejmuje decyzje. Gdy procesy przebiegają prawidłowo, mózg formułuje percepcję, planuje ruch, napięcie mięśniowe, postawę, emocję oraz wiele funkcji poznawczo-intelektualnych (Z. Przyrowski, 2001).

Przez termin „integracja sensoryczna” rozumiemy procesy percepcji zmysłowej wrażeń, które docierają do naszego ciała i są zintegrowane w układzie nerwowym do powstania reakcji adekwatnych do zaistniałych potrzeb. Zatem zrozumienie terminu „integracja sensoryczna” jest równoznaczne z poznaniem fizjologii funkcjonowania mózgu i całego układu nerwowego. Jean Ayers (1991) definiuje integrację sensoryczną jako proces, w którym następuje organizacja dostarczanych do naszego organizmu wrażeń i wykorzystanie ich w zakończonym sukcesem działaniu. Dlatego tak bardzo skomplikowane procesy, jak koordynacja ruchowa (np. oko – ręka), planowanie ruchu, czytanie, pisanie lub liczenie z wykorzystaniem słuchu i wzroku, mowa, koncentracja uwagi, stabilność emocjonalna, są zależne od procesów integracyjnych dokonujących się w ośrodkowym układzie nerwowym (oun) (J. Nowotny, 2003). Jakakolwiek patologia wraz z towarzyszącą dysfunkcją SI ma wpływ na funkcje ruchowe oraz emocjonalno-społeczne. Poprawna SI staje się podstawą doskonalenia ruchu, uczenia się i zachowania. Terapia z wykorzystaniem integracji sensorycznej to system ćwiczeń, które mają nauczyć mózg właściwego reagowania na bodźce płynące z zewnątrz.

W każdym momencie mózg „bombardowany” jest niezliczoną ilością danych płynących ze wszystkich receptorów, w tym także ze zmysłu przedsionkowego – „czujnika siły grawitacji” znajdującego się w błędniku, który rejestruje wrażenie ruchu naszego ciała. Mózg musi sobie poradzić z napływającymi informacjami – przyjąć je, przetworzyć i odpowiednio zareagować. Jeśli nie potrafi odebrać sygnału, z któregoś ze zmysłów, albo go źle zinterpretuje, powstaje automatycznie błędna odpowiedź i nie można zadziałać właściwie w konkretnej sytuacji. W korze mózgowej człowieka znajduje się około (3 × 10⁹) neuronów. Do zakodowania 1 bitu niezbędne jest 10 neuronów, można więc przyjąć, że pojemność mózgu wynosi około (3 × 10⁸) bitów. W ciągu 1 sekundy człowiek może zakodować blisko 20 bitów, co w przeliczeniu na przeciętną długość całego życia (70 lat) daje wartość 300 miliardów bitów. Liczba ta wskazuje, że zaistniałaby wtedy konieczność zgromadzenia danych przekraczających 100 razy pojemność mózgu. Można założyć, że jedynie 1% docierających informacji jest zapamiętywanych i trafia do pamięci trwałej, reszta musi ulec wymazaniu jako wrażenia zbędne. Ten wewnętrzny mechanizm obronny pozwala filtrować przekazywane doznania i chroni mózg przed „zablokowaniem” (S. Konturek, 1998).

Poszczególne receptory zachowują się jak przetworniki i przekazują informacje pod postacią salw impulsów (sposób cyfrowy) ze środowiska zewnętrznego (wewnętrznego również) do włókien nerwowych. Dla każdej informacji przewidziana jest odpowiednia częstotliwość przemieszczania się przez włókno nerwowe. Taką cyfrową informację komórki nerwowe mogą zamienić na informację analogową, wywołując zmiany potencjału elektrycznego błony komórkowej. Komórka ta wysyła informację cyfrową do kolejnych komórek nerwowych (W. Z. Traczyk, 2005). Informacje pochodzące z receptorów znajdujących się w mięśniach, narządach wewnętrznych, w skórze oraz z narządów zmysłowych (ucho, oko) docierają do oun natychmiast lub są odkładane z możliwością wykorzystania w późniejszym terminie. Poszczególne struktury układu nerwowego wspólnie z ciałem człowieka stale poszukują adekwatnej reakcji (odpowiedzi) na działające bodźce (B. Doleżych, 2003; V. F. Maas, 1998). Dane docierają do okolicy somatoczuciowej kory mózgowej przez włókna aferentne w zwojach rdzeniowych lub nerwów czaszkowych, rdzeń kręgowy i pień mózgu, układ siatkowaty pnia mózgu oraz móżdżek i wzgórze. W korze mózgowej w okolicy somatoczuciowej powstają wrażenia zmysłowe pozwalające na odbieranie otaczającej rzeczywistości. Z kolei pobudzane przez układ siatkowaty struktury mózgu powodują, że możliwe stają się procesy myślenia. Obecnie uważa się, że wiele typów informacji sensorycznych musi być połączonych ze sobą, by zostały sformułowane niezbędne funkcje do prawidłowego rozwoju dziecka.