La sérotonine, un neuromodulateur présent dans la quasi-totalité du système nerveux central, est impliquée dans un grand nombre de processus cognitifs (eg. apprentissage), émotionnels et motivationnels. Son transporteur, une protéine membranaire présynaptique, permet sa recapture et module ainsi l’action de la sérotonine au sein de différents réseaux cérébraux. Cependant, la relation entre le taux de transporteur de la sérotonine et réseaux cérébraux impliqués dans différents aspects du comportement reste mal comprise. Dans cette thèse, nous avons utilisé l’imagerie multimodale, combinant PET et IRMf pour comprendre les liens existants entre le taux de transporteur de la sérotonine et des réseaux impliqués dans les processus de contrôle exécutif de traitement des émotions et d’apprentissage du rang social. Le taux de transporteur libre de la sérotonine a été marqué à l’aide du [11C]-DASB. Dans une première expérience, nous avons étudié le réseau cérébral engagé dans l’apprentissage du rang social lors d’une compétition. Une approche neuro-computationnelle nous a permis de mettre en évidence une modulation de l’apprentissage du rang social par le taux de transporteur de la sérotonine présent dans le noyau dorsal du raphé. De plus, ce taux de transporteur de la sérotonine du raphé module l’activité d’un réseau cérébral impliqué dans cet apprentissage en modulant l'encodage de la valeur choisie.Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au réseau soutenant la perception émotionnelle à partir de visages. L’augmentation du taux de transporteur libre de la sérotonine dans le noyau du raphé est associée à une hyperréactivité de l’amygdale lors de la perception d’émotions faciales. De plus, une étude de la connectivité fonctionnelle de l’amygdale en fonction du taux de transporteur dans le noyau du raphé a révélé une augmentation de la connectivité entre l’amygdale et les aires du cortex préfrontal dorsolatéral lors de la visualisation d’émotions au caractère négatif (peur et colère). Finalement, nous avons aussi étudié la modulation de la connectivité fonctionnelle des réseaux exécutifs, de la saillance et du mode par défaut par le taux de transporteur de la sérotonine présent dans le raphé. Seul le réseau du contrôle exécutif, impliqué dans les processus attentionnels et mnésiques révèle une augmentation de sa connectivité globale avec la diminution de la disponibilité en transporteur au niveau du raphé. Dans leur ensemble, ces résultats montrent que la disponibilité en transporteur sérotoninergique dans le raphé module, l’apprentissage de la hiérarchie de rang, la sensibilité aux stimuli extérieurs tels que les émotions, ainsi que le contrôle exécutif et leurs réseaux cérébraux respectifs. L’étude de ces relations revêt donc une importance sociétale et clinique du fait du lien fort entre le système sérotoninergique et les troubles anxieux