تظل ابتسامة موناليزا إحدى غرائب الفن الكبرى التي لم يكتشف أحد معنىً أو مغزىً محددا لها على مر الزمن. وقال علماء أعصاب نمساويون لموقع هلث داي نيوز بعد استخدامهم صور كمبيوتر مركبة لمحاكاة ابتسامة موناليزا: إنه ليس من السهل سبر أغوار تلك الابتسامة، وفهم أبعادها بالكامل. ورأى الأستاذ في علم النفس من مركز الأبحاث العصبية والمعرفية في جامعة بارس لودرن في سالبزبورغ فلوراين هوتزلر "هناك أكثر مما تراه العين في ابتسامة موناليزا، وفهمها أمر بعيد المنال". ومن المقرر أن تصدر دراسة عن هذا الموضوع في العدد المقبل من دورية علوم النفس. وأظهرت دراسات سابقة أن تعابير وجه موناليزا تتغير إذا ركزّ المرء بصره على مساحة دون أخرى في اللوحة. وقال هوتزلر "إذا نظرت في عينيها فإن بصرك المحيطي يرى ابتسامة ماكرة على شفتيها.. ولكن إذا ركزت بصرك على فمها فإن تلك الابتسامة تختفي".

وتمكن ليوناردو دا فينشي من تحقيق هذا الإنجاز الفني الرائع بالاعتماد على المزج التدريجي للألوان، بمعنى إضافة طبقات ألوان فوق أخرى، بهدف إحداث تغييرات خفيفة في الظلال والألوان. وقال الباحثون: إن المزج التدريجي للألوان يخدع البصر، ويجعل العين ترى أشياء تختلف باختلال التركيز على زاوية من الوجه دون أخرى.  وأوضح هوتزلر أنه عند النظر مثلاً إلى فم الموناليزا بالإمكان رؤية ابتسامة تختفي وراء تعابير وجه محددة، مضيفاً: "إن الموناليزا تغير تعابير وجهها اعتماداً على الزاوية التي تنظر منها إلى وجهها".