W latach 2007-2012 odbył rezydenturę z psychiatrii ogólnej, a następnie z psychiatrii dzieci i młodzieży w New York University School of Medicine. Na Uniwersytecie Michigan pracował jako profesor w departamencie psychiatrii oraz w . Był stypendystą Fulbrighta i profesorem wizytującym na New York University.
Dębiec publikował prace dotyczące neurobiologicznych mechanizmów pamięci emocjonalnej i strachu. Współpracował m.in. z Josephem E. LeDoux i Karimem Naderem przy badaniach nad rekonsolidacją pamięci w hipokampie i ciele migdałowatym. Kolejne publikacje dotyczyły m.in. roli ciała migdałowatego w pamięci strachu, wygaszania reakcji lękowych oraz społecznego uczenia się strachu. Jego prace nad rekonsolidacją pamięci zostały nagrodzone przez instytucje i towarzystwa naukowe – otrzymał m.in. Neal Miller New Investigator Award od Academy of Behavioral Medicine Research oraz Donald F. Klein Early Career Investigator Award od Anxiety & Depression Association of America.
W 2014 roku Dębiec i Regina M. Sullivan opublikowali w „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” pracę dotyczącą przekazywania reakcji lękowych z matki na potomstwo za pośrednictwem bodźców zapachowych.