La cupoletta emisferica, in parte distrutta e forse risalente all’inizio del XVI secolo, è stata costruita con la tecnica brunelleschiana “a spina-pesce”. Rinvenuti nel 2013 durante i lavori di ampliamento del Museo, i resti di questa cupoletta testimoniano l’impiego della tecnica “a spina - pesce” che Filippo Brunelleschi ideò per voltare la grande cupola del Duomo senza l’ausilio di centine. Il particolare modo in cui sono disposti i mattoni fa sì che essi non scivolino durante la fase di muratura e consente di seguire la curvatura della cupola in maniera autoportante. Al momento non è possibile accertare se questa cupoletta sia riconducibile o meno allo stesso Brunelleschi, come se si trattasse di una “prova in piccolo” della grande cupola cominciata nel 1420, perché i primi accertamenti al radiocarbonio sembrano datarla all’inizio del Cinquecento. È tuttavia una straordinaria esemplificazione visiva della tecnica messa a punto dall’architetto fiorentino.