FBI通过实验验证了这种有意思的瞳孔变化现象。他们发现，在从事一些比较耗费脑力、需要人多动脑子去思考的事情时，人的瞳孔会慢慢放大，而如果人们已经进入到超负荷用脑状态时，瞳孔又会慢慢缩小。这种变化其实和人的生理机能相联系，当人在进行比较费脑筋的运动时，通常处在精神亢奋、大脑活跃的状态中，此时，瞳孔会放大，以便帮助大脑收集到更多信息资源；如果人正处于超负荷的脑力运动中，精神状态及大脑活跃程度一定是低沉的，此时人最需要的是休息，所以瞳孔会自动缩小，以此来减弱外来信息对大脑的刺激程度。
FBI经过整理总结后发现，当人们产生了喜爱、愉悦、兴奋等情绪时，瞳孔会变大到正常瞳孔的四倍左右。相反地，当他们产生排斥、厌恶、消极等负面情绪时，瞳孔又会马上缩小。如果瞳孔没有任何变化，就说明他对所看到的物体不关心或是感到无聊。
FBI研究发现，一些特殊的情况也会使瞳孔变大，比如疼痛。这实际是一种生理反应。因为人在产生痛觉的同时，会下意识地想要找到痛感的来源；吸食毒品也会使瞳孔放大，所以吸食毒品的人普遍畏光；酒精也会让人的瞳孔放大，有些交警就是通过观察瞳孔来判断司机是否饮酒的；人在脑死亡的时候瞳孔则会完全扩散，所以在医学中，瞳孔扩散就代表着死亡。