Institut de neurologie de Darven Park, Philadelphie, 1965. Une jeune chercheuse, Margot Sharpe, rencontre Elihu Hoopes, nouveau patient, qui sera connu plus tard comme E. H., le plus fameux amnésique de l'histoire. Car cet homme élégant de trente-sept ans a été victime d'une infection qui ne lui laisse qu'une mémoire immédiate de soixante-dix secondes : tout le reste est régulièrement oublié, hormis des bribes d'un passé lointain. À chaque fois qu'il rencontre Margot, il pense la voir pour la première fois.
Au cours des trente années qui vont suivre, ces deux êtres vont apprendre à se découvrir. Margot, fascinée par son séduisant et mystérieux patient, va tenter de débloquer la mémoire figée d'E. H., d'autant plus qu'elle a identifié chez lui un traumatisme d'enfance, l'image obsédante d'une jeune fille morte flottant dans l'eau. Tandis que la surveille le tout-puissant Dr Ferris, directeur du laboratoire mémoire avec lequel elle entretient une relation trouble, et qu'elle est confrontée au machisme de ce milieu, Margot devra veiller à ne pas se perdre elle-même. Car, au fil des mois, elle ressent un sentiment profond à l'égard de son singulier patient sur lequel elle va projeter fantasmes et espoirs. Cette chercheuse que l'ambition a rendue douloureusement solitaire va pouvoir franchir sans vergogne la ligne rouge des règles de sa profession, puisque son patient oublie tout. Tiraillée entre son ambition professionnelle, son désir sexuel et son éthique médicale, elle fouille avec acharnement le passé d'E. H., mimant même un jour son fantasme d'être son épouse en leur passant à tous les deux une alliance au doigt. Leur relation devient plus complexe - et même plus violente -, tandis que la fragilité d'E. H. augmente avec le temps.
Que peut être l'identité d'un être sans sa mémoire ? Sans la possibilité de se raconter sa propre histoire ? La fascination de Joyce Carol Oates pour les neurosciences - étayée par des lectures et des entretiens avec d'éminents spécialistes - fait de ce roman ambitieux et brillamment écrit un voyage passionnant au cœur de la science du cerveau humain, tout en plaçant le lecteur au plus près de la relation intime de Margot et d'Elihu, d'autant plus intéressante qu'elle est interdite.