Postoji samo nekoliko studija o učinkovitosti terapije zrcalom, ali početni zaključci pokazuju da je tehnika vrlo obećavajuća za fantomsku bol u udovima i oporavak nakon moždanog udara. Neurolozi ne mogu objasniti kako djeluje terapija zrcalom, ali vjeruju da prevari mozak stvarajući iluziju dvaju radnih ekstremiteta. Terapija zrcalom smatra se jeftinim i učinkovitim načinom smanjenja količine boli koju trpe amputirani ljudi.
Studija terapije zrcalom iz 2007. u medicinskom centru Walter Reed Army u Washingtonu, DC, uključila je 18 ratnih veterana koji su izgubili udove u sukobu. Duga ogledala postavljena su uz preostale udove u jednoj skupini sudionika istraživanja. Pacijenti su zamoljeni da pomaknu ud dok gledaju svoje postupke u zrcalu. Druga skupina koja je proučavala koristila je prekrivena zrcala, dok je treća skupina koristila vizualizaciju kako bi zamislila nedostajuće udove.
U prvoj skupini svi su pacijenti rekli da osjećaju manje fantomske boli. U nekim slučajevima, smanjenje osjeta bilo je toliko značajno da su pacijenti mogli odustati od lijekova protiv bolova. Jedna osoba u drugoj skupini prijavila je manje boli, ali više od polovice sudionika osjetilo je povećanje. Dvije trećine treće skupine se pogoršalo. Kada su veterani u dvije kontrolne skupine prešli na terapiju ogledalom, 90 posto ih je prijavilo manje boli.
Ovi rezultati su došli nakon četiri tjedna korištenja ogledalske terapije u trajanju od 15 minuta dnevno, pet dana u tjednu. Dr. Jack Tsao, neurolog američke mornarice, proveo je studiju nakon što se prisjetio istraživačkog rada koji je pročitao dok je bio na diplomskom studiju, a napisao je dr. VS Ramachandran, američki znanstvenik specijaliziran za neurologiju. Ramachandran je tvrdio da zrcalo vara mozak da reagira na dva uda, što je pojačano zrcalnim slikama pokreta.
Fantomska bol u udovima predstavlja funkciju mozga koja signalizira živčane završetke koji ostaju u blizini amputiranog dijela tijela. Neuroni bi se mogli aktivirati kako bi pokrenuli pokret nakon što je ud kirurški uklonjen. Mozak također doživljava osjećaj da ud ostaje, što se naziva propriocepcija. Kada se ti signali prijeđu, to može uzrokovati fantomsku bol. Neki amputirani opisuju nelagodu kao blage trnce, dok drugi prijavljuju osjećaj pečenja ili šokantne boli.
Terapija zrcalom također može pomoći žrtvama moždanog udara koje pate od hemiplegije, definirane kao paraliza ruku, nogu i torza na jednoj strani tijela. Studija na 14 pacijenata koristila je zrcalne kutije opremljene malim stepenicama za vježbanje savijanja gležnjeva. Većina ovih pacijenata mogla je brže napredovati gledajući pokrete u zrcalu. Liječnici vjeruju da bi kognitivna terapija pomoću zrcala mogla biti jednako važna kao i fizikalna terapija u oporavku od moždanog udara.