许多理论强调认知整合机制缺陷可以用来解释与自闭症相关的广泛认知功能障碍。大量研究表明，在需要细节识别和关注小元素的任务中，需要高水平的执行能力，例如视觉搜索和隐藏图形的识别。

自闭症孩子整合各种要素实现相关认知的能力降低，不仅体现在视觉感知上，还体现在听觉信息处理、语言语境和社会环境上。实验数据表明，自闭症整合机制的功能障碍可能是由神经振荡的同步下降引起的。研究人员通过测量高功能自闭症儿童在句子理解过程中的BOLD信号协方差，测试了大脑神经的功能连接性。

研究表明，实验组和对照组在大脑激活区的分布和功能连接上存在系统性差异。与对照组相比，自闭症孩子整个皮层语言系统的功能连接性明显降低，皮层语言系统在句子理解中起着至关重要的作用。此外，与对照组相比，左侧额下回活动减少，而左侧颞上后回活动增加。大脑激活区的这些功能连接障碍也部分解释了孩子言语功能受损的原因。他们可能能够单独理解单词的意思，但很难形成句子或处理概念信息。大量研究支持自闭症中功能连接性降低的概念。

镜像神经元功能障碍(AMND)是由Williams提出的。镜像神经元(Mirror neuron，MN)是一种在大脑中再现“观察”物体动作的神经元，主要分布在顶叶下、额下回和颞上沟等部位。这三者的结合称为人类的(MNS)。

自闭症孩子普遍存在的社会学习障碍与MNS的激活密切相关。自闭症儿童中常见的社交障碍和行为灵活性障碍(刻板行为)被认为是MNS功能障碍的结果。自闭症儿童在模仿能力、共同注意力、情感分享、目标理解以及语言和游戏的社会使用等方面存在障碍。ZUI终导致自闭症儿童社交中三项核心能力的损伤或丧失。研究者认为，镜像系统的损伤导致儿童无法理解他人的心理状态，从而导致社交缺陷等核心症状的出现。研究人员让儿童观看手与物体相互作用或手部疼痛的视频，并使用TMS来比较运动诱发电位的变化。结果发现，自闭症个体的基线运动诱发电位无明显异常，但在观看视频的过程中，与典型发展个体相比，儿童的运动诱发电位明显下降，而这种下降与自闭症的社交缺陷成正比。