La psicologa Catherine Deane riesce, grazie ad una nuova scienza trascendentale, a vivere le esperienze che avvengono nell'inconscio di un'altra persona, compresi i sogni e le riflessioni personali. Al momento sta sperimentando questa procedura su un bambino in coma, sperando di poterlo ricondurre alla vita. Quando il serial killer Carl a sua volta cade in coma, prima che gli inquirenti siano riusciti a capire dove si trova la cella che rinchiude la sua ultima vittima, l'agente FBI Peter Novak si rivolge a Catherine e la convince a utilizzare quella terapia per entrare nella zona di demenza di Carl e scoprire il nascondiglio. Catherine accetta di fare da cavia a questo esperimento mai tentato prima. Un solo viaggio non basta. Dopo il primo, in cui ha incontrato tutte le vittime precedenti, Catherine torna, parla con Carl che si rivede da piccolo quando il padre lo picchiava duramente per futili motivi. Quindi anche Novak decide di accompagnare la dottoressa in un terzo viaggio. Dopodiché Catherine rischia ancora, inverte il processo ed ora è il killer a entrare nella sua mente. Adesso si riesce a sapere dove si trova la ragazza. Novak corre verso un deposito, trova la cella, salva la prigioniera. Quando Catherine esce di nuovo, il killer perde conoscenza e muore. Novak e Catherine, entrambi scossi dall'esperienza, si salutano e si lasciano.