哈佛大學神經學家利文斯通博士表示，蒙娜麗莎的微笑閃爍不定，這與人類的視覺系統有關，而不是畫中人的神秘表情。利文斯通博士是視覺神經活動方面的權威，主要研究眼睛和大腦對不同對比度和明暗的反應。利文斯通說:“微笑在閃爍，因為觀看者改變了眼睛的位置。”她說，人眼有兩個不同的部分接收圖像。中央部分(也就是視網膜上的淺窩)負責區分顏色和仔細標記。註意淺坑外圍的黑白、動作和陰影。根據利文斯通的說法，當人們看壹張臉時，他們的大部分目光都集中在對方的眼睛上。如果人的中央視覺放在蒙娜麗莎的眼睛裏，那麽不太準確的周邊視覺就會落在她的嘴上。因為周邊視覺不註重細微差別，無形中突出了顴骨的陰影。這樣，笑容的弧度就更大了。但是，當眼睛直視蒙娜麗莎的嘴時，中央視覺不會看到陰影。利文斯通說:“如果妳看她的嘴，妳永遠不會捕捉到她的微笑。”蒙娜麗莎的微笑若隱若現，因為人們的目光在不斷轉移。利文斯通指出，如果妳想臨摹蒙娜麗莎，那麽在描述嘴巴的時候，妳應該把目光移開。
1993，加拿大藝術史學家蘇珊·吉爾(Susan Gill)發表了壹項令人震驚的研究成果。她說，吸引無數觀眾的蒙娜麗莎的嘴唇，是男人的光背。這個論點既新穎又荒謬，但論據有力。達芬奇，畫家、雕塑家、建築師、工程師、科學家，是壹個“極客”。他喜歡穿著粉紅色的外套，毫無顧忌地把胡子塗上五顏六色的顏色，還經常聲稱自己解剖過30多具屍體。他還是左撇子，習慣從右向左倒著寫。其他人必須用鏡子來閱讀他寫的東西。因此，借助鏡子也是觀眾讀圖的壹種方式。旋轉90度後，鏡中蒙娜麗莎抿著的嘴唇，恰好是壹個線條清晰的壯漢的背影，以及左臂和肘角；況且，表現人體之美，呼喚人性的覺醒，既是大師的人生哲學，也是他的藝術觀。
的確，人們從不同的角度，在不同的光線下欣賞這幅畫，會得到不同的感受。那笑容時而溫柔，時而安詳嚴肅，時而略帶傷感，時而又有幾分諷刺和調侃。神秘的微笑揭示了人物神秘的精神活動。
幾百年來，“微笑”的新解釋層出不窮。比如笑起來不露白牙是因為原型優雅漂亮但不善言辭；原型因為心愛的女兒去世，抑郁不樂，難掩悲傷。更有甚者，蒙娜麗莎被推下了貴婦的寶座，原型被貶為妓女，於是帶著嘲笑和調侃的笑容。
美國馬裏蘭州的約瑟夫·鮑考斯基博士說:“《蒙娜麗莎》根本沒有笑。她的面部表情典型地表明，她想隱瞞自己沒有門牙。”
法國裏昂的腦外科醫生讓·雅克·康德特博士認為蒙娜麗莎剛剛中風。看，她半邊臉的肌肉松弛，臉歪了，所以看起來在笑。
英國醫生肯尼斯·基友博士認為蒙娜麗莎懷孕了。他的依據是，她的臉上露出滿意的表情，皮膚鮮嫩，雙手交叉放在腹部。性學家推測，蒙娜麗莎剛剛經歷了高潮，所以她露出了壹個讓世界著迷的微笑。
還有壹種近乎無厘頭的說法:她的表情看起來像是吃了苯丙氨酸，這是吃了巧克力後體內產生的壹種快感激素。很少有人相信這種說法，因為那時候還沒有巧克力。
《蒙娜麗莎》真實性之謎
據傳，達芬奇的《蒙娜麗莎》被收藏在巴黎的盧浮宮。然而，收藏中有壹句話，掛在盧浮宮的不是蒙娜麗莎，而是真正的蒙娜麗莎掛在倫敦壹間公寓的墻上。
這間公寓和這幅作品的保管人普利策博士說，蒙娜麗莎完成後，這幅作品就留在了麗莎·德·佐貢的家裏。後來，另壹個貴族請達芬奇為他的情婦畫壹幅肖像。這位被稱為“La Gioconda”(意為“微笑的人”)的女子長得非常像蒙娜麗莎。於是，懶惰的達芬奇把蒙娜麗莎的臉換成了《喬康達》。畫完成後，貴族拋棄了拉喬康達，沒有買這幅畫。後來，在弗蘭茨壹世的邀請下，達芬奇帶著這幅畫去了法國。普利策說，讓盧浮宮更加輝煌的是《喬孔達的畫像》。蒙娜麗莎後來被流放到英國。本世紀初，它被博物館館長和藝術鑒賞家威廉·布萊克買下，後來被壹個瑞士財團買下，普利策是其中的壹員。
本世紀初，大規模復制和偽造著名藝術品的人很多，有理由懷疑倫敦的那幅是贗品。然而，普利策博士確信他的畫的真實性。他通過顯微攝影證實，倫敦這幅畫上的指紋與達芬奇其他作品上的指紋相同。據記載，蒙娜麗莎比拉·喬康多年輕19歲，並且被畫上了哀悼的面紗。在兩幅畫中，只有倫敦的那幅畫展示了壹個戴著美麗面紗的年輕女子。另壹個證據是拉斐爾在達芬奇畫這幅畫的時候畫了草圖。素描中的蒙娜麗莎背後有兩根柱子，出現在倫敦的畫像中，而盧浮宮畫作的背景是懸崖、小徑、石橋、樹木和潺潺的流水。
數百年來，許多收藏家聲稱他們擁有真正的蒙娜麗莎，數量達到了60幅之多。更有趣的是，美國緬因州伯特蘭藝術博物館在1984收到了壹幅沒有笑容的蒙娜麗莎。經測定，這幅畫確實是達芬奇所寫，畫中的人物都酷似蒙娜麗莎。專家推測，這幅沒有笑容的蒙娜麗莎可能是作者同時畫的手稿。
還有壹種說法是盧浮宮的蒙娜麗莎是贗品，這是基於1911中的失竊。在那次盜竊中，蒙娜麗莎被偷了。兩年後，它出現在意大利，但蒙娜麗莎背後兩側的柱廊已被剪掉。幾年後，《蒙娜麗莎》被歸還給了盧浮宮。然而，許多專家認為，這次恢復的只是壹個煙幕。真正的蒙娜麗莎已經被壹位富有的收藏家買走了，掛在盧浮宮的只是壹幅贗品。
《蒙娜麗莎》背景之謎
加州大學教授卡洛·佩德雷蒂(Carlo pedretti)認為，《蒙娜麗莎》背後的背景是意大利中部阿雷佐的布裏亞諾橋附近的風景。佩德雷蒂的證據是，達芬奇出生在距離阿雷佐約100公裏的達芬奇鎮，曾在阿雷佐居住。這壹帶的原始景觀和《蒙娜麗莎》的背景幾乎壹模壹樣。所以達芬奇很有可能用這壹帶的田園風光作為蒙娜麗莎的背景。當佩德雷蒂的觀點在達芬奇繪畫國際研討會上公布時，許多藝術史專家肯定了他的研究成果。