Pascal Cotte, aki 2004-ben kapott engedélyt a Louvre-tól a világ leghíresebb festményének tanulmányozására, egy különleges, fénykibocsátáson alapuló technológiával vizsgálta meg a vásznat, és arra a következtetésre jutott, hogy a sejtelmesen mosolygó, szembe néző portré alatt egy másik női képmás is található. Az oldalra tekint, és mosolynak nyoma sincs az arcán.

Az 1503 és 1517 között festett, Olaszországban elkezdett, de már Franciaországban befejezett festmény a kutatók feltételezése szerint Lisa Gherardinit egy firenzei selyemkereskedő feleségét ábrázolja. Cotte viszont úgy véli, hogy valójában az eltakart képen szerepel az asszony, a világhírűvé vált portré pedig egy másik nőé.

A művészettörténészek ellentmondásosan fogadták a bejelentést. A BBC internetes hírszolgálata által idézett véleményében Martin Kemp, az Oxfordi Egyetem emeritus professzora például kétségeinek adott hangot, és úgy vélekedett, hogy inkább egy alkotói folyamat fázisait takarhatják a festékrétegek, Andrew Graham-Dixon művészettörténész szerint viszont az évszázad hírének tartja Cotte felfedezését.