Yra tik keli veidrodinės terapijos veiksmingumo tyrimai, tačiau pirminės išvados rodo, kad ši technika yra labai perspektyvi fantominių galūnių skausmo ir atsigavimo po insulto gydymui. Neurologai negali paaiškinti, kaip veikia veidrodžio terapija, tačiau mano, kad ji apgauna smegenis, suteikdama dviejų veikiančių galūnių iliuziją. Veidrodinė terapija laikoma nebrangiu ir efektyviu būdu sumažinti amputuotų asmenų skausmą.
2007 m. atliktame veidrodžio terapijos tyrime Walterio Reedo armijos medicinos centre Vašingtone dalyvavo 18 karo veteranų, kurie konflikto metu neteko galūnių. Vienoje tyrimo dalyvių grupėje šalia likusių galūnių buvo pastatyti ilgi veidrodžiai. Pacientų buvo paprašyta judinti galūnę stebint savo veiksmus veidrodyje. Antroji grupė naudojo uždengtus veidrodžius, o trečioji grupė naudojo vizualizaciją, kad įsivaizduotų trūkstamas galūnes.
Pirmojoje grupėje visi pacientai teigė, kad jaučia mažiau fantominio skausmo. Kai kuriais atvejais jutimo sumažėjimas buvo toks didelis, kad pacientai galėjo atsisakyti vaistų nuo skausmo. Vienas asmuo antroje grupėje pranešė apie mažesnį skausmą, tačiau daugiau nei pusė dalyvių jautė padidėjimą. Du trečdaliai trečiosios grupės pablogėjo. Kai veteranai iš dviejų kontrolinių grupių perėjo prie veidrodinės terapijos, 90 procentų pranešė apie mažesnį skausmą.
Šie rezultatai buvo gauti po keturių savaičių veidrodinės terapijos naudojimo 15 minučių per dieną, penkias dienas per savaitę. Dr. Jackas Tsao, JAV karinio jūrų laivyno neurologas, atliko tyrimą prisiminęs mokslinį darbą, kurį perskaitė būdamas magistrantūros mokykloje, kurį parašė JAV mokslininkas, besispecializuojantis neurologijoje, daktaras V. S. Ramachandranas. Ramachandranas tvirtino, kad veidrodis apgaudinėja smegenis reaguoti į dvi galūnes, o tai sustiprina veidrodiniai judesio vaizdai.
Fantominis galūnių skausmas yra smegenų funkcija, signalizuojanti apie nervų galūnes, likusias šalia amputuotos kūno dalies. Chirurginiu būdu pašalinus galūnę, neuronai gali sukelti kibirkšties judėjimą. Smegenys taip pat patiria pojūčius, kad galūnė lieka, vadinama propriorecepcija. Kai šie signalai susikerta, tai gali sukelti fantominį skausmą. Kai kurie amputuoti asmenys šį diskomfortą apibūdina kaip lengvą dilgčiojimą, o kiti praneša apie deginimo ar šokiruojančio skausmo pojūčius.
Veidrodinė terapija taip pat gali padėti insulto aukoms, kenčiančioms nuo hemiplegijos, kuri apibrėžiama kaip vienos kūno pusės rankų, kojų ir liemens paralyžius. Tyrimas, kuriame dalyvavo 14 pacientų, naudojo veidrodines dėžutes su nedideliu laipteliu, kad galėtų lenkti kulkšnis. Dauguma šių pacientų galėjo greičiau pakilti, stebėdami judesius veidrodyje. Gydytojai mano, kad kognityvinė terapija naudojant veidrodžius gali būti tokia pat svarbi kaip fizinė terapija gydant insultą.