É um processo neurológico que organiza a sensação vinda do corpo e do ambiente, permitindo respostas adaptativas ao ambiente, ou seja, uma reação e um comportamento adequado ao estímulo recebido.

O processamento da informação sensorial é a capacidade de receber, classificar e processar as sensações recebidas através dos nossos sentidos: visão, audição, paladar, olfato, tato, propriocetivo (posição e movimento do corpo) e vestibular (gravidade, movimento da cabeça e equilíbrio).
Toda a informação que recebemos do mundo que nos rodeia provém do nosso sistema sensorial e é processada pelo sistema nervoso.

Este processamento acontece de forma inconsciente e automática, tal como o batimento cardíaco e a digestão, por exemplo. É frequente algumas crianças apresentarem dificuldade em aprender e em comportar-se como o esperado, por apresentarem uma desordem de integração sensorial, isto é, têm dificuldade em processar a informação sensorial que recebem do ambiente.

A Terapia de Integração Sensorial tem como objetivo melhorar a capacidade de integração dos estímulos sensoriais. É uma intervenção fundamental para minimizar dificuldades de aprendizagem, perturbação de hiperatividade e défice de atenção, dificuldades motoras e problemas comportamentais.

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