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Victime d'un accident de voiture sur une route du Nebraska, Mark Schulter sort enfin du coma mais ne semble plus reconnaître sa soeur aînée, Karin. Gérald Weber, un célèbre neurologue, identifie le mal dont souffre Mark, le syndrome de Capgras. N'ayant plus accès aux émotions qu'il éprouve pour sa soeur, Mark est persuadé que la personne à son chevet est un sosie de sa soeur.