Fatti: A. A.a. A._, nato nel 2016, è affetto dalla nascita da alcune infermità congenite per le quali l'Ufficio assicurazione invalidità del Cantone Ticino (di seguito: UAI) lo ha posto al beneficio di diversi provvedimenti sanitari e mezzi ausiliari, nonché di sedute di fisioterapia ed ergoterapia. L'assicurato è in particolare affetto da una stenosi ipertrofica del piloro (n. 273 dell'elenco delle infermità congenite contenuto nell'allegato all'ordinanza sulle infermità congenite, OIC [di seguito: elenco OIC]; RS 831.232.21), di leggeri disturbi motori (n. 395 elenco OIC) e di epilessia congenita (n. 387 elenco OIC). A.b. Il 23 dicembre 2018, A._ ha chiesto all'UAI di prendere a carico i costi relativi alla cura della paresi cerebrale insorta dopo un intervento chirurgico effettuato l'8 aprile 2018 presso l'ospedale C._. Dopo avere interpellato il pediatra curante, dott. D._ (rapporto del 7 gennaio 2019), e il proprio servizio medico (rapporti del 10 e 29 gennaio, 14 marzo 2019 del dott. E._), con decisione del 16 aprile 2019 l'UAI ha respinto la domanda. L'UAI ha ritenuto che i costi in questione non potevano essere assunti poiché la paralisi cerebrale non costituiva un'infermità congenita (n. 390 dell'elenco OIC). Inoltre, lo stato patologico di questa affezione non era sufficientemente stabilizzato per potere mettere i costi a carico dell'assicurazione per l'invalidità nell'ambito dei provvedimenti sanitari. B. Adito su ricorso dell'interessato, con giudizio del 20 dicembre 2019, il Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino lo ha accolto e ha condannato l'UAI ad assumere i costi sanitari ex art. 12 LAI per il trattamento della paresi cerebrale. C. L'UAI inoltra un ricorso in materia di diritto pubblico presso il Tribunale federale cui chiede di annullare il giudizio del 20 dicembre 2019 e di confermare la sua decisione del 16 aprile 2019. L'insorgente presenta nel contempo anche istanza di concessione dell'effetto sospensivo. Invitati a pronunciarsi sul ricorso e sull'effetto sospensivo, l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali ha rinunciato mentre l'opponente ha proposto di respingerli.