Thèse Bases Neurales des Apprentissages Implicites H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Ecole normale supérieure - PSL École doctorale : Sciences du Vivant Laboratoire de recherche : Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure Direction de la thèse : Clément LENA Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-10T23:59:59 L'apprentissage implicite est la capacité d'acquérir des connaissances automatiquement et inconsciemment ; cette capacité est apparue très tôt dans l'évolution et est bien conservée dans le cerveau des mammifères. L'apprentissage implicite d'ordre élevé intervient dans l'acquisition de compétences motrices ou dans l'adaptation comportementale et émotionnelle au contexte. Si l'implication du cortex et des ganglions de la base dans ces apprentissages de haut niveau est bien établie et a fait l'objet d'études approfondies, notre équipe a récemment révélé que le cervelet exerce un contrôle sur ces types d'apprentissage (Frontera et al. 2020, Frontera et al. 2023, Varani et al. 2026, Sala et al. BioRxiv 2025). Le cervelet est une structure bien caractérisée, capable d'apprendre à affiner les actions et la cognition en implémentant des algorithmes de filtrage adaptatifs (c'est-à-dire le calcul en ligne de l'écart par rapport à une cible), mais son rôle dans la régulation de l'apprentissage dans d'autres régions du cerveau est très nouveau et essentiellement inexploré.
Le projet de thèse explorera cette nouvelle fonction et établira ses mécanismes dans le cerveau des rongeurs. Il combinera des études comportementales sur des animaux libres de leur mouvement, des enregistrements neurophysiologiques (électrophysiologie multiélectrodes, photométrie), des outils de perturbation (opto- et chemogénétique ciblés à des types de cellules/voies spécifiques) et du traçage anatomique. L'apprentissage émotionnel ou moteur peuvent être abordés au sein de l'équipe en fonction du profil de l'étudiant.e et impliquent une diversité de mécanismes putatifs : calcul et propagation de l'erreur de prédiction, déclenchement de mises à jour des représentations motrices dans le réseau cérébello-striato-cortical, régulation de la communication inter-corticale.

Ce projet s'inscrit dans un axe particulièrement innovant des neurosciences intégratives, visant à appréhender les bases neurales des fonctions cérébrales à l'échelle de circuits cérébraux étendus. Longtemps restreinte à l'étude des fonctions motrices élémentaires, la recherche sur le cervelet a, au cours des dernières années, fait l'objet d'un nombre croissant de publications de haut niveau mettant en évidence son implication dans un large éventail de fonctions cognitives supérieures. Le projet se distingue par son orientation résolue vers l'identification et la caractérisation des mécanismes sous-jacents.

L'étudiant.e doit avoir fini un master de neuroscience à l'été 2026 au plus tard et être animé d'un fort désir de comprendre le fonctionnement du cerveau. Un ou plusieurs stages dans des équipes de neuroscience expérimentale sont fortement souhaités. Des compétences en analyse de données sont bienvenues. L'équipe pourvoira sinon à l'essentiel de la formation.