Rôle de la prise de risques chez les adolescents dans le développement de la dopamine et la flexibilité cognitive à l'âge adulte // Role of adolescent risk-taking in shaping dopamine development and cognitive flexibility in adulthood

L'adolescence est une période conservée au cours de l'évolution, marquant la transition progressive de l'état juvénile à l'état adulte. La motivation, le contrôle du comportement et la prise de décision mûrissent durant cette période, parallèlement au développement du circuit mésocorticolimbique de la dopamine (DA). Certains comportements liés à la DA, tels que la prise de risque et l'exploration, atteignent un pic normatif à l'adolescence chez les mammifères. Le risque émerge dans des environnements incertains, où la décision repose sur un compromis entre exploration d'options moins certaines et exploitation d'options plus sûres. Les adolescents diffèrent des adultes par une plus grande exploration et une tolérance accrue au risque.

Les expériences négatives à l'adolescence, comme l'exposition aux drogues stimulantes, peuvent induire des déficits cognitifs durables et accroître la vulnérabilité aux troubles psychiatriques en perturbant le développement de la DA mésocorticolimbique. Ce projet de doctorat vise à déterminer si, à l'inverse, des expériences adolescentes normatives telles que l'exploration et la prise de risque peuvent favoriser le développement du système DA et améliorer les performances cognitives à l'âge adulte.

Objectif 1 : Chronologie du développement du compromis exploration/exploitation chez la souris.
Des souris mâles et femelles adolescentes seront testées quotidiennement dans une tâche de décision probabiliste. Un suivi longitudinal et une modélisation computationnelle permettront d'analyser l'évolution de leur stratégie avec l'âge et d'identifier d'éventuelles différences sexuelles. Ces études seront complétées par une caractérisation anatomique des terminaisons dopaminergiques. Elles préciseront le calendrier développemental de l'exploration décisionnelle et son impact sur l'architecture du circuit DA adulte.

Objectif 2 : Prédire les performances cognitives adultes à partir du comportement adolescent.
Les paramètres décisionnels seront établis à l'adolescence, puis les mêmes souris seront soumises à des tests de flexibilité cognitive à l'âge adulte, avec enregistrements par photométrie fibreuse de l'activité neuronale DA et de la libération de DA dans le cortex préfrontal (PFC). Nous évaluerons si le niveau d'exploration adolescent prédit les performances cognitives et la fonction dopaminergique adulte, établissant un lien entre stratégie précoce et réponse à un défi cognitif.

Objectif 3 : Tester le lien causal entre exploration adolescente et flexibilité adulte.
Par optogénétique, nous modulerons l'activité des neurones DA chez l'adolescent : son augmentation favorise l'exploitation, sa réduction favorise l'exploration. À l'âge adulte, les souris seront évaluées par l'ASST pour mesurer la flexibilité cognitive, avec photométrie fibreuse pour quantifier la libération de DA dans le PFC. Cet objectif établira un lien causal entre stratégies exploratoires adolescentes et performances cognitives ultérieures.

Ensemble, ce projet reliera l'exploration décisionnelle adolescente, le développement du système DA et la flexibilité cognitive adulte. Alors que la recherche s'est surtout concentrée sur les effets délétères d'expériences négatives sur la DA (stress, drogues), ce travail mettra en évidence le rôle potentiellement adaptatif des expériences normatives de l'adolescence dans l'établissement de comportements sains et d'une meilleure adaptabilité à l'âge adulte.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Adolescence is an evolutionarily conserved period of life, encompassing the gradual transition from a juvenile to an adult state. Motivation, behavioral control, and decision-making behaviors mature across adolescence as underlying mesocorticolimbic dopamine (DA) circuitry develops. Certain DA-linked behaviors, namely risk-taking or exploration, peak in adolescence in a developmentally normative manner across mammalian species. Risk emerges during interactions with uncertain environments. When outcomes are uncertain, decision-making requires balancing the exploration of less certain, more risky outcomes with the exploitation of more certain, less risky ones. Adolescents perform these decision computations differently than adults do, particularly by engaging more in exploration and showing a higher risk tolerance.

Negative adolescent experiences, such as stimulant drug use, are known to produce both enduring cognitive deficits and a vulnerability to later psychiatric outcomes by disrupting mesocorticolimbic DA development. This PhD project will test whether these normative adolescent experiences - namely risk-taking or exploration - can instead have beneficial effects on DA development and adult cognitive performance.

Aim 1: Developmental timeline of the exploration/exploitation trade-off in mouse decision-making.
Adolescent male and female mice be tested daily in a probabilistic decision-making task. Longitudinal behavioral tracking and computational modeling will be used to assess how their strategy changes as they age, and if there are sex differences in this trajectory. Longitudinal behavioral experiments will be followed by an anatomical characterization of DA terminal organization. Together, these experiments will reveal the developmental timeline of exploration in mouse decision-making, and indicate its impact on adult DA circuit architecture.

Aim 2: Predicting adult cognitive outcomes from adolescent decision-making behavior.
Task strategy and computational parameters will be established in adolescent mice, before they undergo testing for cognitive flexibility and fiber photometry recordings of DA neuron activity and DA release in the prefrontal cortex (PFC) as adults. We will evaluate whether the level of exploration mice already employed as adolescents in a probabilistic decision-making task shows a relationship to their adult performance and dopaminergic function. These experiments will build a relationship between decision strategy in adolescence and adult DA function during a cognitive challenge.

Aim 3: Causally linking exploration in adolescent decision-making with adult cognitive flexibility.
We will use optogenetics to alter adolescent decision profiles – increasing DA neuron activity induces more exploitative strategies, while reducing DA neuron activity induces more exploratory strategies. As adults, these mice will be tested in the ASST to assess cognitive flexibility, paired with fiber photometry to assess DA release in the PFC. The outcome of this aim will build a causal link between engaging in explorative decision strategies in adolescence and adult cognitive performance.

Together, the results of this project will establish a relationship between adolescent “risk-taking”, or exploration in a decision-making context, DA system development, and adult cognitive flexibility. While significant focus to date has been placed on how experiences can negatively affect DA development to drive maladaptive outcomes, such as vulnerability to stress or drug use, this project will instead shed light upon how experiences in adolescence can be, instead, essential for the establishment of healthy behavioral patterns and adaptability in adults.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2026

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

ESPCI Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (PSL)

657 Sciences du Vivant

Master (M2) validé en neurosciences. Compétences solides en (1) tests comportementaux sur souris (2) immunohistochimie/microscopie (3) en génétique / connaissance de manipulation du nématode optionnelle / Connaître les outils de bureautique classiques (Word, Excel, PPT) Capacité à analyser des données à l'aide de R et Python Gestion de projets, restitution du travail à l'écrit et à l'oral (écriture de rapports, présentation des travaux lors des réunions de labo, conférences) Qualités professionnelles: adaptation au poste de travail, esprit d'équipe et conscience professionnelle Qualités personnelles : forte motivation, autonomie, dynamisme, capacité d'apprentissage et d'investissement.
Master's degree (M2) validated in Neuroscience. Strong skills in (1) mouse behavioral testing (2) in immunohistochemistry/microscopy Knowledge of standard office automation tools (Word, Excel, PPT) Capacity to analyze data using R and Python Project management, written and oral presentation of work (report writing, presentation of work at lab meetings, conferences). Professional qualities: adaptability to the workstation, team spirit and conscientiousness Personal qualities: strong motivation, autonomy , dynamism, capacity for learning and investment.