La mission qui a mené l'USS Enterprise NCC-1701 vers la colonie pénitentiaire de Tantalus V vient de s'achever, lorsqu'on découvre à bord un passager clandestin : le Dr Simon Van Gelder, ex-directeur de la colonie.
L'actuel directeur, le Dr Adams, affirme que Van Gelder est devenu fou à la suite d'une expérience ratée. Laissant Van Gelder à l'infirmerie, le Capitaine Kirk et le Dr Helen Noel, membre de l'équipe médicale ayant des compétences en psychiatrie, se rendent dans la colonie.
Tout semble normal, à ceci près que les détenus paraissent un peu hagatd. Kirk s'enquiert du neutraliseur neural qui a provoqué les troubles de Van Geldef... Selon Adams, cet appareil induit une relaxation temporaire en neutralisant les ondes cérébrales. A bord du spationef, Van Gelder, très agité, affirme que Kirket Noel sont en danger.
Cette nuit là, Kirk et Noel testent secrètement le neutraliseur sur le Capitaine, qui accepte instantanément les suggestions de Noel comme constituant la réalité. Contrairement à ce que prétend Adams, il semble que la machine soit extrêmement efficace.
Au cours d'un test, Adams maîtrise Helen et inflige un lavage de cerveau à Kirk, pour lui faire oublier sa mission. Il persuade le Capitaine qu'il est follement épris d'Helen et à son réveil, Kirk n'a de pensées que pour elle, mais Helen le rappelle à ses devoirs. Kirk l'envoie couper l'alimentation de la machine et le champ de force de sécurité, afin que l'Enterprise puisse les atteindre.
A bord du vaisseau, M. Spock opère une fusion mentale avec Van Gelder, et apprend qu'Adams lui a fait subir un lavage de cerveau. Spock tente d'entrer en contact avec Kirk et il n'y parviendra qu'une fois l'électricité alimentant le neutraliseur coupée.
Kirk assomme le Dr Adams et s'échappe de la salle de traitement. Le courant est rétabli, le neutraliseur neural réactivé et le Dr Adams se trouve alors exposé aux rayonnements de la machine. Plus personne n'étant présent pour influencer son esprit qui se vide progressivement, il meurt peu de temps après.
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