Ce projet serait sous la direction de : M. Marcello SOLINAS et Mme Youna VANDAELE
Unité de recherche : LNEC – Equipe Neurobiologie et Neuropharmacologie des Désordres Psychiatriques
Ecole doctorale : Rosalind Franklin – énergie, environnement, bio santé
Intitulé du sujet :
Mécanismes neurobiologiques impliqués dans la balance entre comportement dirigé vers un but et comportement habituel
Neurobiological mechanisms involved in the balance between habitual and goal-directed behaviors
Mots clés : Habitudes, comportements dirigés vers un but, flexibilité, cortex cingulaire antérieur, striatum dorsal
Début de thèse : à partir du 01/10/2026
Résumé :
Le comportement adaptatif dépend d’un équilibre subtil entre deux types de comportements : dirigé vers un but et habituel (Vandaele, 2024). Le comportement dirigé vers un but nécessite une représentation de l’ « objectif » de l’individu, il est flexible, mais requiert du temps et de l’énergie. Le comportement habituel se développe après la répétition d’une action ou d’une série d’actions, menant à des routines qui ne nécessitent pas de contrôle cognitif et sont donc rapides et peu coûteuses. Le comportement habituel est essentiel pour une utilisation efficace des ressources et il est estimé que la plupart de nos actions quotidiennes sont habituelles (Ersche et al., 2017). Cependant, plusieurs troubles psychiatriques sont associés à une dépendance excessive aux comportements habituels au détriment du comportement dirigé vers un but, conduisant à un comportement inadapté et inflexible.
Les bases neurobiologiques de la transition d’un comportement dirigé vers un but à un comportement habituel ont été très largement étudiées et impliquent un renforcement des boucles cortico-limbiques avec une implication progressive du striatum dorsal et une réduction de l’activité du noyau accumbens (Everitt et Robbins, 2005). Cependant, les mécanismes neurobiologiques sous-tendant la capacité à inhiber l’action habituelle et à réengager un comportement dirigé vers un but suite à un changement dans l’environnement restent à démontrer.
Il est important de noter que le comportement habituel chez les animaux est souvent étudié dans des contextes opérants où les animaux n’ont accès qu’à une seule option, ce qui ne reflète pas la complexité de la vie naturelle et peut réduire la valeur translationnelle des résultats obtenus (Vandaele & Ahmed, 2021). Étudier la formation et la rupture des habitudes chez des animaux confrontés à des choix et à des changements dans leur environnement peut fournir des informations cruciales sur les mécanismes sous-tendant l’équilibre entre les comportements dirigés
vers un but et habituels.
Dans ce projet, le doctorant étudiera les bases neurologiques de l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels.
Le projet comportera trois objectifs principaux :
1) Caractérisation du modèle comportemental et des facteurs qui influencent l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels.
2) Investigation de l’activité cérébrale associée aux transitions entre comportements habituels et comportements dirigés vers un but en utilisant la photométrie par fibre optique
3) Investigation du rôle causal des circuits corticostriataux dans l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels en utilisant des approches optogénétiques
Adaptive behavior requires the balance between two types of actions: goal-directed and habitual behavior (Vandaele, 2024). Goal-directed behavior requires a mental representation of the individual’s goal, making it flexible but also time- and energy-consuming. In contrast, habitual behavior develops after repeated execution of an action or sequence of actions, leading to routines that do not require cognitive control and are therefore fast and energy-efficient. Habitual behavior is crucial for optimizing resource use, and it is estimated that most of our daily actions are habitual (Ersche et al., 2017). However, several psychiatric disorders are associated with an excessive reliance on habitual behaviors at the expense of goal-directed control, resulting in maladaptive and inflexible behavior.
The neurobiological basis of the transition from goal-directed to habitual behavior has been extensively studied and involves the strengthening of cortico-limbic loops, with the progressive involvement of the dorsal striatum and a decrease in nucleus accumbens activity (Everitt & Robbins, 2005). However, the neurobiological mechanisms underlying the ability to inhibit habitual actions and re-engage goal-directed behavior in response to environmental changes remain to be determined.
It is important to note that habitual behavior in animals is often studied in operant contexts where they have access to only a single option, which does not fully capture the complexity of natural life and may limit the translational value of the findings (Vandaele & Ahmed, 2021). Investigating the formation and disruption of habits in animals facing choices and environmental changes can provide crucial insights into the mechanisms underlying the balance between goal-directed and habitual behaviors.
In this project, the PhD student will study the neural bases of the balance between goal-directed and habitual behaviors. The project will have three main objectives :
1. Characterization of the behavioral model and the factors influencing the balance between goal-directed and habitual behaviors.
2. Investigation of brain activity associated with transition between habitual to goal-directed behaviors using fiber photometry
3. Investigation of the causal role of corticostriatal circuits in the balance between goal-directed and habitual behaviors using optogenetic approaches.
Contexte et problématique :
Plusieurs psychopathologies, dont l’addiction, se caractérisent par des comportements inadaptés pouvant résulter d’un déséquilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels. Un comportement dirigé vers un but dépend d’une anticipation des conséquences de l’action ; l’action est effectuée dans un but défini ; par exemple, recevoir une récompense. A l’inverse, un comportement habituel est exécuté de manière automatique dans un contexte spécifique et sans anticipation consciente des conséquences de l’action ; par exemple, l’action de fumer une cigarette avec le café. L’exposition répétée aux drogues peut favoriser l’apprentissage d’habitudes, qui en excès, pourraient contribuer à des comportements inadaptés de l’addiction, notamment la persistance à consommer des drogues malgré les conséquences négatives. Cependant, la littérature sur laquelle repose cette hypothèse a été obtenue chez le rongeur, dans des contextes expérimentaux où les animaux n’ont accès qu’à une seule option. Or, dans le monde réel, nous faisons face à une multitude d’options et devons choisir l’option la plus appropriée.
D’autre part, les bases neurobiologiques de la transition d’un comportement dirigé vers un but à un comportement habituel ont été très largement étudiées et impliquent un renforcement des boucles cortico-limbiques avec une implication progressive du striatum dorsal et une réduction de l’activité du noyau accumbens (Everitt & Robbins, 2005). Cependant, les mécanismes neurobiologiques sous-tendant la capacité à inhiber l’action habituelle et à réengager un comportement dirigé vers un but suite à un changement dans l’environnement restent à démontrer.
L’objectif de ce projet est d’étudier les bases neurologiques de l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels dans un contexte de choix afin d’établir les mécanismes sous tendant la formation des habitudes et leur rupture suite à un changement dans l’environnement.
Several psychopathologies, including addiction, are characterized by maladaptive behaviors that may result from an imbalance between goal-directed and habitual behaviors. Goal-directed behavior relies on anticipating the consequences of an action; the action is performed with a specific purpose, such as obtaining a reward. In contrast, habitual behavior is executed automatically in a specific context, without conscious anticipation of its consequences; for example, smoking a cigarette with coffee. Repeated drug exposure can promote habit learning, which, when excessive, may contribute to maladaptive behaviors in addiction, particularly the persistent use of drugs despite negative consequences. However, the literature supporting this hypothesis is primarily based on rodent studies conducted in experimental settings where animals have access to only one option. In the real world, however, we face multiple choices and must select the most appropriate option.
Furthermore, the neurobiological bases of the transition from goal-directed to habitual behavior have been extensively studied and involve the strengthening of cortico-limbic loops, with progressive involvement of the dorsal striatum and reduced activity in the nucleus accumbens (Everitt & Robbins, 2005). However, the mechanisms underlying the ability to inhibit habitual actions and re-engage goal-directed behavior in response to environmental changes remain unknown.
The objective of this project is to investigate the neural mechanisms underlying the balance between goal-directed and habitual behaviors in a choice context, in order to determine the processes governing habit formation and their disruption following environmental changes.
Description du sujet :
Dans ce projet, le doctorant étudiera les bases neurologiques de l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels.
Le projet comportera trois objectifs principaux :
1) Caractérisation du modèle comportemental et des facteurs qui influencent l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels.
2) Investigation de l’activité cérébrale associée aux transitions entre comportements habituels et comportements dirigés vers un but en utilisant la photométrie par fibre optique
3) Investigation du rôle causal des circuits corticostriataux dans l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels en utilisant des approches optogénétiques.
In this project, the PhD student will study the neural bases of the balance between goal-directed and habitual behaviors.
The project will have three main objectives :
1. Characterization of the behavioral model and the factors influencing the balance between goal-directed and habitual behaviors.
2. Investigation of brain activity associated with transition between habitual to goal-directed behaviors using fiber photometry
3. Investigation of the causal role of corticostriatal circuits in the balance between goal-directed and habitual behaviors using optogenetic approaches.
Méthodologie et mise en œuvre :
Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes comportementaux et neurobiologique sous-tendant l’équilibre entre comportements habituels et comportements dirigés vers un but
Objectif 1 : Caractérisation du modèle comportemental et des facteurs qui influencent l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels.
Nous étudierons comment les animaux arbitrent entre des comportements habituels et des comportements dirigés vers un but. Pour cela, des rats seront entraînés dans une tâche de choix impliquant deux récompenses, conçue pour favoriser ces deux types de contrôle comportemental. Nous analyserons leur préférence ainsi que leur capacité à adapter leur comportement lorsque la valeur d’une récompense est modifiée.
Objectif 2 : Investigation de l’activité cérébrale associée aux transitions entre comportements habituels et comportements dirigés vers un but en utilisant la photométrie par fibre optique.
Nous enregistrerons l’activité neuronale au cours de cette tâche grâce à la photométrie par fibre optique, en ciblant des régions clés impliquées dans la prise de décision et les comportements dirigés vers un but ou habituels. Cette approche permettra de suivre en temps réel les variations d’activité de ces circuits lors des transitions entre comportements habituels et comportements dirigés vers un but.
Objectif 3 : Investigation du rôle causal des circuits corticostriataux dans l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et habituels en utilisant des approches optogénétiques.
Nous utiliserons des approches optogénétiques pour manipuler de manière précise l’activité des projections corticostriatales. En activant ou en inhibant ces circuits pendant la tâche comportementale, nous évaluerons leur rôle causal dans la capacité des animaux à ré-engager un contrôle dirigé vers un but pour adapter leur comportement suite à un changement environnemental.
This project aims to better understand the behavioral and neurobiological mechanisms underlying the balance between habitual and goal-directed behaviors.
Objective 1 : characterization of the behavioral model and factors influencing the balance between goal-directed and habitual behaviors
We will investigate how animals arbitrate between habitual and goal-directed behaviors. To this end, rats will be trained to self-administer two natural rewards in a choice-based procedure designed to promote habitual and goal-directed behavior. We will analyze their preference as well as their ability to adapt their behavior when the value of one reward is altered.
Objective 2 : investigation of neural activity patterns associated with the transition from habitual to goal-directed behavior using fiber photometry
We will record neural activity during this task using fiber photometry, targeting key brain regions involved in habitual and goal-directed behaviors. This approach will allow us to monitor in real time the activity changes in these circuits during transitions between habitual and goal-directed behaviors.
Objective 3 : investigation of the causal role of corticostriatal circuits in the balance between goal-directed and habitual behaviors using optogenetic approaches
We will use optogenetic approaches to precisely manipulate the activity of corticostriatal projections. By activating or inhibiting these circuits during the behavioral task, we will assess their causal role in the animals’ ability to reengage goal-directed control and adjust their behavior following environmental manipulations.
Profil recherché :
Formation et parcours académique :
• Master (ou équivalent) en neurosciences, sciences cognitives ou disciplines connexes (psychologie expérimentale, pharmacologie, biologie).
• Une expérience préalable en recherche expérimentale (stage de M2, projet de recherche, etc.), idéalement dans un laboratoire de neurosciences
• Formation initiale à l’expérimentation animal de niveau applicateur ou concepteur
Compétences techniques
• Expérience en comportement animal (manipulation des rongeurs, protocoles d’apprentissage, conditionnement opérant).
• Connaissances ou expérience en techniques de neurophysiologie (photométrie par fibre optique, enregistrement de l’activité neuronale).
• Compétences en analyse de données (traitement de signaux neuronaux, analyses statistiques, des compétences en programmation seraient un plus (Python, MATLAB ou R)).
Aptitudes scientifiques et personnelles
• Intérêt marqué pour les neurosciences comportementales et la neurobiologie des fonctions exécutives.
• Capacité à travailler en autonomie tout en collaborant avec une équipe pluridisciplinaire.
• Esprit critique et rigueur scientifique pour analyser et interpréter des données complexes.
• Bonnes compétences en rédaction scientifique (anglais et français) et capacité à présenter des résultats lors de communications orales.
Academic Background and Training
• Master’s degree (or equivalent) in neuroscience, neurobiology, cognitive sciences, or related fields (experimental psychology, pharmacology, biology).
• Prior experience in experimental research (Master’s internship, research project, etc.), preferably in a neuroscience laboratory.
• Initial training in animal experimentation (practitioner or project designer level).
Technical Skills
• Experience in animal behavior (rodent handling, operant conditioning).
• Knowledge or experience in neurophysiology techniques (fiber photometry, neuronal activity recording).
• Data analysis skills (neural signal processing, statistics); programming skills (Python, MATLAB, or R) would be a plus.
Scientific and Personal Qualities
• Strong interest in behavioral neuroscience and the neurobiology of executive functions.
• Ability to work independently while collaborating within a multidisciplinary team.
• Critical thinking and scientific rigor to analyze and interpret complex data.
• Good scientific writing skills (French and English) and ability to present research findings in oral presentations.
Contact pour plus d’informations et pour candidater jusqu’au 15/05/26 :
Youna VANDAELE : youna.vandaele@univ-poitiers.fr