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.

Verzonnen informatie wordt gerepresenteerd op eenzelfde wijze als de perceptuele informatie gerepresenteerd en verwerkt wordt.

Visual and Spatial Imagery

Wanneer we aan een object of situatie denken, dan ervaren we soms die gebeurtenis, of zien we dat object. Deze beelden zijn Mental Images.

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.