近期在研究感覺統合的路上，看到一篇文章，能較為完整的說明感覺統合的神經基礎，為了避免在整理時，出現遺漏重點的問題，因此採用全文翻譯的形式來呈現。
摘要
感覺統合（Sensory Integration），現已註冊為 Ayres Sensory Integration®（ASI），其理論根源於神經科學，並提供一個理解人類行為中感覺與動作基礎的架構。隨著人類行為神經生物學的知識不斷累積，ASI 的理論與實務也持續演進。
本文回顧 Ayres 奠基性的核心概念，並呈現現代神經科學如何支持與釐清這些觀點。我們將討論前庭、本體與觸覺系統的功能，及它們與眼球控制、姿勢、雙側整合、動作運用（praxis）和感覺調節之間的關係。最後，提出「神經可塑性」是 ASI 介入產生改變的主要機制。
1. 引言
Jean Ayres（1920–1988）是一位職能治療師與神經心理學家，她畢生研究並發展理論與介入策略，以幫助理解與治療有學習與行為困難的兒童。Ayres 深受神經科學文獻影響，特別關注當時尚未被充分探討的「感覺（與動作）缺陷」如何影響學習與行為。她早期的研究著重於利用本體覺來促進日常生活所需的自願動作。
1970 年代，她開始發表關於「感覺處理與整合困難」的系列研究，並進一步發展出「感覺統合理論」：說明神經系統如何將感覺訊息轉化為動作，並指出適當的感覺整合是適應性行為的基礎。
Ayres 的理論強調「感覺–動作過程的動態性」，這些過程既支持身體動作，也推動個體與社會及物理環境的互動，並成為發展的催化劑。
如今，這套理論與實務被稱為 Ayres Sensory Integration®（ASI），其中包含：理論、假設、評估工具、介入原則、標準化介入流程，以及治療忠實度檢核工具。
Ayres 的思維在當時極為前瞻，她提出兩大原則：
- 大腦是一個自我組織系統。
- 多感官整合是功能的基礎。
她常以簡單假設開篇，例如：「在正常情況下，大腦是一個自我組織系統；當它未能成功完成整合任務時，大腦驅動的行為便會落在『不符合常規』的範疇。」隨後再以神經科學證據佐證。
今日的神經科學仍然是 ASI 的根基。特別是在自閉症研究中，Ayres 的假設（如感覺登錄、感覺調節）已透過神經影像學得到驗證。
本文將檢視 Ayres 的核心概念，並結合當代神經科學：涵蓋前庭、本體、觸覺系統的角色、動作運用（praxis）、感覺調節，以及神經可塑性。
2. 感覺系統的基礎
2.1 前庭系統：功能與影響
前庭受器在胎兒早期即形成，出生時便已運作。它包含：
- 半規管：偵測頭部角加速度。
- 耳石器官（球囊與橢圓囊）：偵測線性運動與重力方向。
因此，前庭系統能提供大腦關於頭部位置與運動的重要訊息。
Ayres 早期即提出前庭系統對大腦與行為的深遠影響。今日研究證實：前庭訊息傳送至多個腦區，參與警醒度調節、姿勢控制、平衡反應、雙側協調、穩定視野以及空間導航。
例如，快速或不可預期的身體加速（如搭乘雲霄飛車）會引發自主神經反應並提升警醒度；相反地，緩慢且有節奏的運動（如搖晃）則能降低警醒度，帶來鎮靜效果。
前庭訊息經由前庭脊髓徑，影響頸部與軀幹肌群的活化，並透過與小腦的連結，促進更精細的姿勢與頭部控制。這些基礎是複雜動作技能發展的前提。
此外，前庭訊息也透過內側縱束連結至眼球運動神經，確保眼睛能在頭部移動時快速調整，讓我們即使在運動中也能維持穩定的視覺環境。
Ayres 與後續研究發現，前庭反應不足常見於「前庭–雙側整合缺陷」：包括雙側協調不良、抗重力動作差、平衡反應弱、眼–頭協調不佳。
Ayres 也假設，前庭處理低效會影響學習與情緒自我調節。雖然當時主流科學認為前庭訊息不會投射到皮質，但後來研究證實它會影響頂葉、顳葉、扣帶迴、海馬迴等腦區，並參與空間記憶、物體辨識、數字處理，支持了 Ayres 的觀點。
2.2 體感覺功能與影響
體感覺包含 觸覺與本體覺，兩者在胎兒早期即出現：
- 胎兒 7–8 週已有觸覺反應；
- 胎兒 10–12 週已展現本體覺反應。
觸覺訊息會投射到 初級體感皮質（S1） 與 次級體感皮質（S2），參與物體操作、抓握、觸覺辨識。S2 進一步負責將當下與過去的感覺經驗連結，對動作計畫至關重要。
觸覺與其他感覺系統有強烈連結：它會在頂葉後皮質與視覺、動作訊號整合。
研究也證明，觸覺–前庭–視覺在中樞神經不同層級（前庭核、丘腦、皮質）皆會整合，為姿勢穩定、空間感與自我運動偵測奠基。
研究亦指出，前庭活化能提升觸覺辨識、甚至降低痛覺。觸覺輸入也會投射到島葉，影響內感受與情緒，並連結至眶額皮質，進一步影響情感處理。
Ayres 認為觸覺的整合程度是衡量感覺統合發展的關鍵指標，並與動作運用（praxis）密切相關。她的研究顯示，觸覺知覺表現與動作運用測驗高度相關。現代研究也支持觸覺在「前饋處理」與「動作預測」中的角色。
3. 感覺驅動動作：動作運用能力（Praxis）
Ayres 定義 praxis 為「以適應方式應對物理環境的基礎」，包括穿衣、進食、玩耍、書寫、建構、開車、工作等日常活動。
Praxis 由三部分組成：
- 意圖形成（ideation）
- 動作計畫（motor planning）
- 執行（execution）
Ayres 早期就強調視覺與體感覺知覺的重要性。透過感覺統合與動作測驗（SIPT）的分析，她辨識出三種失用型態：
- 體感覺型（somatodyspraxia）
- 視覺型（visuodyspraxia）
- 口語指令下的動作失用
她指出「身體基模（body schema）」是 praxis 的基礎，並提出介入原則：在感覺–動作活動中，提供「剛剛好的挑戰」，以引發適應性反應。
後續研究（如 Mulligan、Mailloux、Van Jaarsveld、Smith Roley）驗證了這些型態。近年 May-Benson 與 Cermak 更發展了意圖形成的評估工具，發現「意圖型動作失用」可與其他型態區分。
現代神經影像研究證實，praxis 涉及頂葉、前額葉、小腦等網絡。例如：
頂葉前部（AIP）細胞會擷取物件知覺訊息，傳送至前運動皮質，支援動作計畫。 fMRI 顯示，內在驅動的動作計畫會激活 pre-SMA、SMA、ACC 等腦區。 動作協調困難者在額頂小腦網絡顯示異常。 研究也指出，觸覺處理不足會影響書寫與手部操作。
這些證據都支持 Ayres 早期的觀點：praxis 本質上是感覺–動作整合的產物。
4. 感覺調節
感覺調節障礙是對感覺刺激產生誇張的反應（過度或低度），干擾日常參與。
Ayres 發現必須區分「感覺知覺」（影響動作與認知）與「感覺調節」（影響注意力、喚醒與情緒）。
她描述了兩種典型困難：
- 觸覺防禦：對觸覺過度敏感，導致過動或分心。
- 重力不安全感：對前庭輸入過度敏感，對高度或動作表現出過度恐懼。
在自閉症族群中，Ayres 觀察到聽覺、視覺、嗅覺與味覺的過度反應，以及對刺激缺乏適應。有些孩子甚至出現「感覺登錄困難」，對刺激毫無反應。
現代研究指出：
後續的研究者們進一步探索了這些行為背後的神經基礎，特別聚焦在：
- 自律神經系統與警醒度機制
因為感覺過度反應的個體，常在面對即使是無害的感覺刺激時，也展現強烈的「戰或逃」反應，因此研究首先檢驗自律神經系統的角色。
Miller 與同事：在「感覺挑戰測驗」中發現，對感覺過度反應的人，交感神經的皮膚電反應顯著升高，且對重複刺激的習慣化速度較慢。
Lane 等人：發現皮膚電反應的強度在「高度警醒與焦慮」之間有中介作用。
Schaaf 等人：發現感覺過度反應的孩子副交感神經活化不足（低迷走神經張力），顯示交感與副交感之間存在失衡。 - 感覺過濾與篩選
研究者認為，感覺過度反應的人可能存在「無法有效過濾低重要性刺激」的困難。
高密度腦電生理實驗顯示：不論是成人或兒童，感覺過度反應者的「感覺閘門作用（sensory gating）」效率都比典型發展者差。
這意味著，他們容易「過度處理」那些不重要的刺激，導致被干擾或感到壓力。 - 多感官整合的異常
在典型發展中，多感官訊息會提升處理效率，例如聽覺與視覺訊息一致時，腦電位會增強。
但對感覺調節困難的人來說，卻可能相反：研究發現，他們對單一感官（如聽覺、觸覺）的腦電位反應較弱，且在多感官情境下顯示「非典型整合」。
因此，他們容易在多重感覺刺激環境（如教室、遊樂場）中感到「過載」。
腦影像研究顯示：
感覺過度反應與頂葉、枕葉白質連結減少相關。 這種現象不僅出現在 ASD，也出現在僅有感覺困難的孩子身上。 ASD 兒童額外在社交情緒腦區（杏仁核、海馬）有差異。 ADHD 兒童則顯示前額葉連結不足。
fMRI 發現：ASD 與感覺過度反應者在「顯著性網絡」連結異常，將過多注意力集中在低階感覺輸入，忽略社交線索。
低度反應也很常見，特別在聽覺上，與學習與社交困難有關。動物研究顯示，低度反應與聽覺路徑的結構改變相關。
總結：感覺調節困難與神經系統的不平衡、多感官整合異常、腦部連結改變密切相關。
5. 感覺統合：影響神經可塑性
ASI 的核心理念是 神經可塑性：大腦因經驗而改變。透過遊戲中的「剛剛好挑戰」，孩子主動參與感覺–動作活動，會引發神經系統的適應性改變。
神經科學基礎：
Hebb 定律：「同時激發的神經元會彼此連結」。 環境豐富化研究顯示，大腦會隨新經驗增加灰質密度、突觸連結、血管生成與神經新生。 這與 ASI 的介入理念高度一致。
臨床證據：
- Schaaf & Mailloux 將 ASI 原則標準化，發展出一份「手冊化介入流程」。這份流程幫助治療師進行臨床推理，分析孩子的感覺與動作困難，並設計多感官活動。
- Schaaf 等人（2014, RCT）：ASD 兒童在接受 ASI 後，在 目標達成量表（GAS） 上顯著提升（p = 0.003，效果量 d = 1.2），且在 自理（p = 0.008，d = 0.9） 與 社交（p = 0.04，d = 0.7） 能力上，也比對照組（同 IQ 與 ASD 程度）進步更多。
- Pfeiffer 等人（2011, RCT）：比較 ASI 與精細動作訓練，結果顯示 ASD 兒童在 ASI 組達成個人目標的效果更佳
目前，研究團隊正進一步檢驗：ASI 是否能在行為改善的同時，帶來腦部多感官處理的改變，且這些改變是否能持續。
6. 討論
本文整合歷史與現代研究，說明了感覺統合與動作運用的神經基礎，並強調神經可塑性在 ASI 介入中的作用。
這些知識：
解釋了感覺–動作經驗如何影響認知、動作、情緒、社交與生活參與； 對臨床實務至關重要，用於評估與介入； 也應影響教育與公共健康系統的設計。
然而，現代教育常減少孩子的活動與遊戲時間，削弱了感覺–動作經驗，反而妨礙學習。研究顯示，課堂中的運動休息能提升學業表現。
感覺統合困難的診斷（ADHD、ASD、早產兒、人工耳蝸兒童）盛行率快速上升，
- 注意力缺陷症（ADHD，有無過動）：盛行率不斷上升。有研究指出，這群孩子可能存在未被充分辨識的「前庭處理困難」。
- 自閉症（ASD）：在這群孩子中，感覺統合與動作運用困難（包含非典型反應性）非常普遍。ASD 的盛行率在 2004 年為 1/166，到 2014 年上升為 1/59，呈現「流行病式的成長」。
- 低盛行率族群：例如裝設人工耳蝸的兒童，往往有前庭功能不佳；早產兒則常有多種感覺處理困難，且並不會隨著年齡長大而消失。
意味著我們需要更精準理解神經機制，並創造支持性的環境。
7. 結論
現代神經科學已經證實並釐清了 Ayres 在兒童研究中提出的感覺統合與動作模式。隨著影像工具與研究方法的進步，我們能持續修正並擴展 Ayres 的理論。
Ayres 感覺統合® 不只是臨床方法，它是一種理解人類狀態的方式：幫助我們看見神經功能差異如何影響生活參與與投入。
參考資料
Lane, S. J., Mailloux, Z., Schoen, S., Bundy, A., May-Benson, T. A., Parham, L. D., Smith Roley, S., & Schaaf, R. C. (2019). Neural Foundations of Ayres Sensory Integration®. Brain sciences, 9(7), 153. https://doi.org/10.3390/brainsci9070153
游荃安職能治療師翻譯/摘要
