O fenómeno que está a descrever da dilatação das pupilas ao contar uma mentira tem a ver com a forma como os músculos à volta do olho estão ligados ao sistema nervoso e, mais especificamente, ao sistema nervoso autonómico.
Para melhor compreensão, sugiro a leitura do capítulo sobre neurotransmissão em qualquer livro de farmacologia introdutória, como Katzung’s Basic and Clinical Pharmacology (capítulo 6 na 12ª edição), ou Goodman & Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics (capítulo 8 na 12ª edição). No entanto, vou tentar explicá-lo brevemente aqui.
O sistema nervoso autonómico (SNA) regula as funções corporais que ocorrem sem controlo consciente (acções involuntárias). Este sistema está dividido em dois ramos: O sistema nervoso simpático e o sistema nervoso parassimpático; cada um pode ser descrito por uma breve declaração geral, como se segue: O sistema simpático é mais activo em situações de “luta ou fuga”, e o sistema parassimpático é mais activo em estado de “repouso e digestão”. Por outras palavras, o sistema nervoso simpático ajusta o seu corpo para lidar com algum tipo de ameaça à sua segurança, enquanto que o sistema nervoso parassimpático ajusta o seu corpo para conservar energia e ser eficiente quando descansa (ou seja, bom sono, boa digestão, etc.)
Agora, mentir normalmente envolve algum nível de tensão ou ansiedade (a menos que seja um bom mentiroso), porque você pode estar preocupado até certo ponto que a mentira será revelada. Esta tensão subconscientemente desencadeia o sistema nervoso simpático, o que causará certos efeitos em todo o seu corpo. A estimulação simpática do olho provocará a contracção das fibras musculares do dilatador pupilar orientado radialmente na íris e resultará em midríase (dilatação da pupila). Um efeito oposto é alcançado quando o olho recebe estimulação parassimpática (isto é, quando você está mais calmo, talvez depois de confessar a verdade…), e a pupila sofre mioses (constrição).
Em resumo, uma vez que deitar normalmente envolve tensão, e a tensão está associada com o aumento da actividade simpática, a pupila irá dilatar após a estimulação simpática.
Este ponto leva-nos à outra parte da sua pergunta: outros sintomas físicos da mentira são na verdade outras manifestações de aumento da actividade simpática (para uma revisão mais aprofundada, por favor veja os textos que recomendei acima). Entre outros, os efeitos comuns são: aumento da pressão arterial, aumento do ritmo cardíaco e aumento da sudorese.