L’innovation thérapeutique est limitée en psychiatrie. De nombreux médicaments sélectionnés sur la base de résultats encourageants dans les essais chez l’animal se révèlent décevants lors des essais cliniques. La validité limitée des modèles animaux, et leur utilisation pour tenter de mimer des pathologies définies de façon catégorielle sur la base de regroupement de symptômes de surface sans lien clair avec les processus cérébraux, les mécanismes biologiques ou la génétique, participent à ces difficultés. Une branche des neurosciences cognitives, l’étude de l’apprentissage par renforcement, associée à l’utilisation d’interventions pharmacologiques ciblées chez le sujet malade ou le sujet sain, représente une opportunité de mieux caractériser les processus cérébraux sous-tendant certaines dimensions cardinales des pathologies psychiatriques. Nous illustrons l’utilisation de l’étude de l’apprentissage par renforcement avec intervention pharmacologique dans deux études expérimentales. La première cherche à caractériser l’effet de l’aripiprazole, un antipsychotique atypique, chez des patients atteints du syndrome Gilles de la Tourette, en utilisant une tâche d’apprentissage contrefactuel, évaluant la capacité à apprendre non seulement des conséquences de ses actions, mais également des conséquences hypothétiques d’actions alternatives possibles. La seconde étude, randomisée contrôlée et en double aveugle, étudie l’effet de deux classes différentes d’antidépresseurs, l’escitalopram et l’agomélatine, chez le sujet sain. L’effet de leur administration est évalué à court terme (3 jours) et à long terme (8 semaines) dans deux tâches probabilistes de sélection de stimulus, l’une simple, l’autre avec renversements occasionnels. L’utilisation de cette approche pourrait participer à la définition d’endophénotypes et, en collaboration avec la recherche préclinique, aider à la création de nouveaux modèles animaux pour en améliorer la valeur prédictive. / Successful new drug development has declined in psychiatry in the last decades. This is in part the resut of a high failure rate in translating positive preclinical efficacy results to positive clinical trials. Limitations in the validity of animal models and shortcomings in the usefullnes of the current categorical diagnostic system. Cognitive neurosciences and particularly reinforcement learning and its computational analysis might provide biomarkers required to develop new ways of classifying mental disorders on the basis of both observable behaviour and neurobiological measues. Used in conjunction with pharmacological challenges, it may bring new insights into the physiopahtology and brain mechanisms underlying psychiatric disorders. It may also help design new animal models with imporved predictive validity for the develoment of medications relying on innovative mechanisms of action. We illustrate the use of reinforcement learning and pharmacological challenge in two experimental studies. In the first experiment, we administered a reinforcement learning task that involves both direct learning from obtained outcomes and indirect learning from forgone outcomes to two groups of Gilles de la Tourette patients, one receiving aripiprazole, one unmedicated and to a group of healty subjects. In the second experiment, we administered two probabilistic stimulus selection learning tasks (one simple, one with occasional reversals) to healthy subjects randomly and blindly allocated to either escitalopram, a typical serotonin reuptake inhibitor, agomelatine, an antidepressant with a different mechanism of action, or placebo. The experiment compard the effect of these two classes of antidepressants to placebo after both short term (3 days) and long term (8 weeks) treatment. These experiments bring insights into the understanding of the clinical condition studied, and the effects of the drugs tested. Implications of this approach for the translational approach to drug development is discussed.