Wyniki tych badań wykazały, że istnieją czynniki mierzone za pomocą jej testów występujące tylko u dzieci z dysfunkcjami ośrodkowego układu nerwowego. Wyłonione czynniki obejmujące integrację danych wejściowych z jednego lub więcej systemów sensorycznych zinterpretowała jako zaburzenia integracji sensorycznej. Ayres zauważyła, że dysfunkcje te miały wpływ na reakcje posturalne, napięcie mięśni, planowanie ruchu, rozwój mowy, zachowanie, emocje i funkcje poznawcze.

Kolejne lata badań prowadzonych przez Ayres i jej współpracowników zaowocowały rozwojem teorii integracji sensorycznej, obejmującej teoretyczne podstawy procesów integracyjnych, metody diagnozy zaburzeń tych procesów i specyficzne techniki terapeutyczne.