幼児の認知発達において、3歳児と4歳児の間には巨大な認知の断絶が存在します。発達心理学の領域でしばしば「4歳の壁」と称されるこの転換期に、子どもの脳内では他者の内面をシミュレーションする回路が急速に接続されます。
各種の追試研究や国内の臨床調査データを総合すると、通過率（正答率）には明確な年齢的グラデーションが確認されています。
- 3歳0か月〜3歳6か月：正答率は約10〜20%。ほとんどの子どもが「自分が知っている現在の場所（箱）」を指し示す。
- 3歳7か月〜3歳11か月：正答率は約30〜40%。迷いが生じ始め、正解と不正解が混在する移行期。
- 4歳0か月〜4歳6か月：正答率は約60〜70%へと急伸。サリーの視点に立って推論し始める。
- 4歳7か月〜5歳以降：正答率は80〜90%以上に達し、課題をスムーズにクリアできるようになる。
3歳児がこの課題に正解できない理由は、単なる知識不足や記憶力の欠如ではありません。実験の際、「ボールは今どこにある？」「最初にサリーはどこに入れた？」という記憶確認の質問（統制質問）をすると、3歳児でも完璧に正答します。つまり、何が起きたかは克明に覚えているのです。
問題の本質は、「自分の知識」を一時的に頭の隅へ追いやり、「他者の無知や勘違い」を優先して思考する抑制機能（インヒビション）と他者の視点取得の未熟さにあります。4歳を過ぎる頃、前頭前野を中心とする実行機能が発達し、「私は箱にあると知っているけれど、サリーは知らない」という二重の心理モデルを保持できるようになります。これによって、子どもは「嘘をつく」「相手を驚かせる」「他人の気持ちを思いやる」といった複雑な人間関係の駆け引きを身につけていくのです。
なお、同様の認知変化を測定する心理テストとして有名なものにスマーティ課題（外見と中身の課題）があります。お菓子の箱（スマーティの筒）を開けると中から鉛筆が出てくるという仕掛けで、「開ける前に何が入っていると思ったか」「次にこれを見るお友達は何が入っていると言うか」を尋ねる実験です。これもサリーとアンの課題とまったく同じく、4歳前後を境に「お菓子が入っていると言うはず」と正解できるようになります。
