Dans un centre de recherches américain, le projet Triad vient d'aboutir : les chercheurs Michael Brace et Lillian Reynolds ont mis au point un appareil permettant d'enregistrer et de reproduire, même à distance, toutes les sensations éprouvées par un cerveau humain. Enthousiasmé, leur patron, Alex Terson, confie à Karen, l'épouse de Michael, la tâche d'en simplifier le casque récepteur. Or les Brace sont sur le point de se séparer... L'institut de Terson étant financé par le gouvernement, les militaires s'intéressent vite à cette découverte et veulent imposer à Lillian la présence de Landon Marks, un "scientifique" médiocre, ce qu'elle refuse net. Ignorant que Marks les espionne avec l'accord de Terson, les deux chercheurs s'aperçoivent que leur appareil retransmet aussi les pensées, les sentiments et même la mémoire ! Michael peut ainsi offrir à Karen ses propres souvenirs, sa vision des choses, lui faire comprendre qu'il l'aime toujours. Il se réconcilie avec elle. Victime d'un infarctus en plein travail, Lillian a le réflexe d'enregistrer ses derniers instants: Michael peut revivre la mort de sa consoeur et entrer dans sa mémoire, mais cela lui vaut une syncope, et Torsen fait mettre la bande au secret. Alors que Marks s'installe dans son laboratoire, Michael est renvoyé. Mais le secret de la bande l'obsède. Il découvre que les militaires pervertissent son invention. Avec l'aide de Karen et de son collègue Hal, il détruit à distance la chaÎne de montage des casques et charge la bande de Lillian : c'est à Kill Devil Hill, là même où les frères Wright effectuèrent leur premier vol, que Michael contemple, ébloui, les visions post-mortem de Lillian : d'abord infernales, puis lumineuses, paradisiaques, elles fascinent tant Michael qu'il manque d'en mourir. A la demande de Karen, il reprend conscience, transfiguré par sa découverte.