灰太狼被神秘人袭击后被抓获。 小羊们根据线索找到了他，却发现灰太狼的眼睛变得空洞无光，大脑疑似受损。 为了拯救朋友，喜羊羊在灰太狼发明的“脑电波机”的帮助下，带着朋友们进入了灰太狼的大脑世界。 他们在头脑中令人困惑的领域进行了冒险，也结识了许多新朋友来帮助他们找出答案。 终于找到办法让灰太狼恢复正常了。 众人历经千辛万苦，看到真相即将浮出水面。 不料，灰太狼突然陷入昏迷，更大的危机正在一步步逼近……
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