A.- Atteinte de rétinoblastome, l'enfant A._ a dû subir l'énucléation de l'oeil gauche en janvier 1993, opération prise en charge par l'assurance-invalidité au titre de mesure médicale nécessaire au traitement d'une infirmité congénitale. Elle porte depuis lors une prothèse oculaire fixe en verre. Le 16 avril 1996, A._ a commencé un traitement de rééducation psychomotrice à raison de deux séances par semaine auprès de B._, psychomotricienne. Ses parents ont présenté, le 22 avril 1996, une demande de prestations de l'assurance-invalidité tendant à la prise en charge du traitement. Selon la doctoresse C._, spécialiste FMH en psychiatrie, l'enfant souffre de graves troubles du comportement et de la personnalité "qui semblent en relation directe avec l'histoire oculaire" et nécessitent la mesure médicale sollicitée par les parents (rapport du 28 juin 1996). Par décision du 29 août 1997, l'Office cantonal genevois de l'assurance-invalidité (ci-après : l'office) a rejeté la demande de prestations, en considérant que les troubles psychiques de l'enfant n'étaient pas dans un rapport de causalité adéquate avec l'affection oculaire congénitale. La Commission cantonale genevoise de recours en matière d'assurance-vieillesse, survivants et invalidité (ci-après : la commission), se fondant sur les déclarations de la doctoresse C._, a admis, par jugement du 5 février 1999, le recours formé par A._ et annulé la décision litigieuse. Par arrêt du 30 décembre 1999, le Tribunal fédéral des assurances a admis le recours interjeté par l'office contre ce jugement, motif pris de l'insuffisance de sa motivation et de la violation du droit d'être entendu du recourant. La cause a ainsi été renvoyée à la commission pour instruction complémentaire, afin de déterminer avec l'aide d'un expert si les troubles du comportement présentés par l'assurée étaient dans un rapport de causalité adéquate qualifiée avec l'infirmité congénitale. B.- La commission a repris l'instruction de la cause en confiant une expertise au professeur D._ qui s'est prononcé dans un rapport du 27 juin 2000 et un rapport complémentaire du 17 janvier 2001. Les parties ont eu la possibilité de se déterminer sur l'expertise. Par jugement du 22 mars 2001, la commission a derechef admis le recours, annulé la décision attaquée et renvoyé l'affaire à l'office pour qu'il accorde à l'assurée la prise en charge du traitement psychomoteur. C.- L'office interjette recours de droit administratif contre ce jugement dont il demande l'annulation, en concluant au rétablissement de sa décision du 29 août 1997. Pour l'essentiel, il fait valoir que le rapport d'expertise du professeur D._ du 27 juin 2000 ne permet pas de conclure à l'existence d'un lien de causalité très étroit entre l'affection secondaire de l'assurée (graves troubles du comportement et de la personnalité) et son infirmité congénitale. A._ conclut au rejet du recours, alors que l'Office fédéral des assurances sociales préavise pour son admission.