La familia Heywood queda destrozada cuando Frankie, la hija menor de 5 años, queda en coma después de un accidente en plena calle del que su hermano Ben, de 12, se siente responsable. Cuando nada parece mejorar en la familia, Jack (Andy García) y Alison Heywood (Frances O’Connor) deciden poner a prueba una controvertida terapia médica experimental que realiza la excéntrica neuróloga, la Dra. Elizabeth Chase (Angela Bassett): el tratamiento implica "entrar" en el subconsciente de Frankie. Y va a tener que ser Ben el que se introduzca en la mente de su hermana para rescatarla, a pesar de correr el riesgo de quedar en el mismo estado que ella para siempre...