Uit onderzoek van Farah et al. Op een patiënt met een hersenafwijking bleek, dat verschillende delen van de hersenen verantwoordelijk zijn voor het ondersteunen van ruimtelijke en visuele aspecten van objecten.
Er is veel onderzoek gedaan naar de hoeveelheid details die wij weten over objecten die we opslaan in ons geheugen. Hieruit bleek dat, naarmate het verschil in grootte tussen 2 objecten groter is, wij sneller aan kunnen geven welke groter is. (Moyer, 1973) Hetzelfde bleek uit onderzoek van Johnson, die proefpersonen liet bepalen welke van 2
gegeven lijnen langer was. Net als met afbeeldingen is het voor proefpersonen moeilijker om de grootte ergens van in te schatten als de 2 objecten dezelfde grootte hebben.
Wanneer mensen gevraagd wordt om iets te beschrijven, of om bv. het aantal ramen in hun huis te tellen, dan geven de personen aan dat ze het object bekijken, of in het geval van het huis doorlopen, in hun gedachten. Brooks (1968) heeft hiermee geëxperimenteerd en kwam tot de conclusie dat mensen sneller waren met het geven van antwoorden bij diagrammen, dan bij zinnen. (dus visueel beter dan verbaal) Als nadeel hiervan werd gesproken van het feit dat de proefpersonen bezig zouden zijn met meerdere taken, die met elkaar zouden interfereren. Uit later onderzoek van Baddeley en Lieberman blijkt echt dat dit niet zo is. Zij experimenteerden met verschillende stimuli, namelijk een zwaaiende pendule die geluid maakt en een fotocel die verschillende felheden van licht geeft. Waarbij de proefpersonen ook nog gelijktijdig de letter image taak van Brooks moesten doen. Er kwam uit dat ruimtelijke informatie veel minder makkelijk tegelijk te verwerken was als visuele informatie. Mensen lijden aan interferentie bij het scannen van een visuele afbeelding als ze tegelijkertijd in met een conflicterend proces van een ruimtelijke structuur bezig zijn.
Het meest baanbrekende onderzoek op het gebied van mentale beelden is gedaan door Roger Shepard, en ging over het, in je gedachten draaien van objecten, om zo te kunnen verifiëren dat 2 gegeven objecten hetzelfde waren, m.u.v. de oriëntatie. Hij zette dit uiteen in de reactietijd die nodig was om het juiste antwoord te geven en de hoeveelheid die de afbeelding gedraaid moest worden. Hij kwam tot de conclusie dat, naar mate de hoek waaronder het object gedraaid moest worden groter werd, de tijd die nodig was om aan te geven of de objecten gelijk waren, lineair toenam.
Verder heeft onderzoek op apen uitgewezen dat, hoe groter de hoek, waaronder de apen een hendel moesten draaien, de groter de tijd die ze erover deden. Verder was het zo, dat als er in verschillende richtingen gedraaid moest worden, dat er een onwillekeurig patroon van vuren was, wat suggereert dat het draaien in allemaal afzonderlijke stappen wordt uitgevoerd. Wanneer proefpersonen in hun gedachten een object moeten draaien, dan maken ze een vergelijking en die draaien ze stukje bij beetje, totdat deze overeen komt met het gewenste eindproduct.
In een experiment van Santa (1977), waarin hij mensen figuren voorlegde die in een bepaalde vorm gerepresenteerd waren, kwam naar voren dat de proefpersonen sneller waren met het vinden van de juiste gebruikte figuren als de originele configuratie van figuren gebruikt werd. Verder toonde hij aan dat, als er gebruik gemaakt werd van verbale informatie, dat de proefpersonen sneller de gebruikte informatie konden terughalen als de woorden in een lineaire opstelling gerepresenteerd werden. Verder kwam nog naar voren in een experiment van Ronald en Friberg dat de hersenen bij visuele en verbale taken verschillende delen van de hersenen gebruiken. Verbale informatie en visuele informatie worden dus in andere delen van, en op verschillende manieren door de hersenen verwerkt.
Pavio (1971 en 1986) is lang een voorstander geweest van de dual-code theorie, die aangeeft dat er verschillende representaties zijn voor visuele en verbale informatie. Dit leidt hij af uit onderzoek waarbij aangetoond wordt dat mensen zinnen beter onthouden als zij zich hier een visuele voorstelling van maken.
