Un joven adolescente de 17 años llamado Nathan Nelson (Highmore), tras despertar de un coma desarrolla unas dotes de memoria excepcionales al tiempo que muestra algunos síntomas de sinestesia, una sensación secundaria o asociada que se produce en una parte del cuerpo a consecuencia de un estímulo aplicado en otra parte del mismo; en su caso percibirá las formas y números como si fuesen colores, olores y sabores.

Es aquí donde entra en acción el típico padre exigente, un profesor de Física que lo envía a un instituto de investigación para intentar sacar los máximos frutos a este nuevo don.