时间线设置在福尔摩斯与莫里亚蒂同归于尽后的第三年。华生医生回到伦敦，开了一家神经内科诊所。表面上他放弃了推理，但每一集他都用医学手段解决匪夷所思的怪病：一个男人总觉得妻子被替换了（替身综合征），一个女人坚信自己已经死了（科塔尔综合征），还有一名患者每天早上醒来都认为自己是个叫“福尔摩斯”的侦探。华生发现，最后一例病人的妄想中藏着福尔摩斯生前未破的最后一个案子。与此同时，一个自称“莫里亚蒂遗产”的组织开始渗透伦敦，他们利用心理学操纵普通人犯罪。华生不得不重新拿起手术刀和推理术，这次他不靠放大镜，而靠脑电图和药理学。最大的反转在季终：福尔摩斯还活着，他这些年一直假死，而且他才是那个真正患有某种人格解离障碍的人。
对福尔摩斯宇宙的全新解构。将推理与医学结合，每一集都是一个“大脑谜案”，既涨知识又烧脑。马丁·弗瑞曼如果来演这个版本的华生，一定精彩绝伦。季终彩蛋足以让所有福迷尖叫。
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