自闭症孩子除了在日常生活中会常出现的一些典型的行为特征，他们的认知也有程度不一的各种表现，这些表现也确实影响到了一些自闭症孩子的学习接受能力。研究指出，一些自闭症孩子常会出现认知能力不均衡的情况，而有70%以上孩子伴随有智能不足（多为中重度智能不足）的现象，这表示智能不足所造成的学习困难是自闭症孩子在学习中常会遇到的困难。认知能力不均衡是自闭症很重要的特质，从1970年代Rutter等人开始到现在，学者们皆认为认知缺陷应是自闭症的核心症状之一。
孩子健康与人类发展研究所指出，医疗服务提供者将一些自闭症孩子视为一系列相似症状的光谱疾患，这个族群包含了自闭症、亚斯伯格症、广泛性发展疾患、雷特氏症以及儿童崩解症，随着自闭症孩子的增长率不断攀升，这个行业的教育介入需求也逐渐增加。
感觉统合训练活动对自闭症孩子的重要性在美国国家体能活动与残疾中心屡被提及与建议，认为自闭症孩子的体能活动水平、耐受度以及发展迟缓，让他们在参与孩子之间的互动或活动时出现困难，使得体能活动机会受到限制，动得愈少，动作就愈不灵活，体能就愈差，就愈不想动，从此落入恶性循环，只有通过康复训练来打破这个循环。
不过，感觉统合训练活动真的只有改善体能、促进平衡的效果吗？这可是大大的错误，运动训练在自闭症孩子的固执行为改善上已被研究所证实，Kern等人以年龄介于七到十一岁的三位自闭症孩子为实验对象，结果显示在进行十五分钟高强度慢跑{轻度费力，呼吸频率加速或两颊发红）过后，孩子的固执行为有明显减少的现象，就算是轻度运动训练（以每分钟十到十二次的速率做2-3公尺间的抛接球游戏），也有效果，Watters等人在五位9-11岁的自闭症男孩子中，得到相似的结果，他们比较学校课业活动、看电视与髅适能活动对固执行为的影响，在进行感觉统合训练活动过后（与老师听鼓声共同慢跑8-10分钟），固执行为下降最为明显。另一项研究也有同样的验证，三位（2男1女）十一岁自闭症孩子持续慢跑15分钟后，固执行为的频率降低许多。这些研究告诉我们在课堂活动前的有氧运动可降低固着行为的频率，有助于改善学业表现，再度重申泛自闭症孩子参与感觉统合训练活动的重要性。
另外一项研究表明运用虚拟实境中的运动游戏（类似于Wii，包含跳舞与固定式脚踏车运动）让22位自闭孩子参与其中，控制组仅仅进行观看影片的活动，在介人前后使用魏氏智力测验中的Digits Backwards、STOOP test与Color test进行执行功能的评估，结果显示参与运动游戏的孩童比起控制组，执行功能显著提升，提供运动游戏可成为一个有效介入自闭症孩子行为干扰及提升认知控制的初始证据。
感觉统合训练不仅对重复性行为有灭轻效果，对于认知功能尤其是执行功能上也有增强作用，其中的神经生理机制包含了立即性的大脑血流灌注，及脑血管机制的长期效益，这两种效益都可强化大脑的携氧能力、输送养分能力与清除废物能力，而增进学习能力，此外，体适能训练还能够促进大脑健康与诏知功能相关因子的分泌如：大脑衍生神经滋养因子（BDNF），与前扣带回皮质的活化，这些都能直接改善孩子的执行能力。
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