A search for pair production of up-type vector-like quarks ($T$) with a significant branching ratio into a top quark and either a Standard Model Higgs boson or a $Z$ boson is presented. The same analysis is also used to search for four-top-quark production in several new physics scenarios. The search is based on a dataset of $pp$ collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV recorded in 2015 and 2016 with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider and corresponds to an integrated luminosity of 36.1 fb$^{-1}$. Data are analysed in the lepton+jets final state, characterised by an isolated electron or muon with high transverse momentum, large missing transverse momentum and multiple jets, as well as the jets+$E_{T}^{miss}$ final state, characterised by multiple jets and large missing transverse momentum. The search exploits the high multiplicity of jets identified as originating from $b$-quarks, and the presence of boosted, hadronically decaying top quarks and Higgs bosons reconstructed as large-radius jets, characteristic of signal events. No significant excess above the Standard Model expectation is observed, and 95% CL upper limits are set on the production cross sections for the different signal processes considered. These cross-section limits are used to derive lower limits on the mass of a vector-like $T$ quark under several branching ratio hypotheses assuming contributions from $T \rightarrow Wb$, $Zt$, $Ht$ decays. The 95% CL observed lower limits on the $T$ quark mass range between 0.99 TeV and 1.43 TeV for all possible values of the branching ratios into the three decay modes considered, significantly extending the reach beyond that of previous searches. Additionally, upper limits on anomalous four-top-quark production are set in the context of an effective field theory model, as well as in an universal extra dimensions model.

A bstract A search for supersymmetry involving the pair production of gluinos decaying via third-generation squarks into the lightest neutralino $$ \left({\tilde{\chi}}_1^0\right) $$  χ ˜ 1 0  is reported. It uses LHC proton-proton collision data at a centre-of-mass energy $$ \sqrt{s}=13 $$  s  = 13 TeV with an integrated luminosity of 36.1 fb −1 collected with the ATLAS detector in 2015 and 2016. The search is performed in events containing large missing transverse momentum and several energetic jets, at least three of which must be identified as originating from b -quarks. To increase the sensitivity, the sample is divided into subsamples based on the presence or absence of electrons or muons. No excess is found above the predicted background. For $$ {\tilde{\chi}}_1^0 $$ χ ˜ 1 0 masses below approximately 300 GeV, gluino masses of less than 1.97 (1.92) TeV are excluded at 95% confidence level in simplified models involving the pair production of gluinos that decay via top (bottom) squarks. An interpretation of the limits in terms of the branching ratios of the gluinos into third-generation squarks is also provided. These results improve upon the exclusion limits obtained with the 3.2 fb −1 of data collected in 2015.

Abstract Microstructural mechanisms underlying apparent cortical thinning during childhood development are unknown. Using functional, quantitative, and diffusion magnetic resonance imaging in children and adults, we tested if tissue growth (lower T1 relaxation time and mean diffusivity (MD)) or pruning (higher T1 and MD) underlies cortical thinning in ventral temporal cortex (VTC). After age 5, T 1 and MD decreased in mid and deep cortex of functionally-defined regions in lateral VTC, and in their adjacent white matter. T1 and MD decreases were (i) consistent with tissue growth related to myelin proliferation, which we verified with adult postmortem histology and (ii) correlated with apparent cortical thinning. Thus, contrary to prevailing theories, cortical tissue does not thin during childhood, it becomes more myelinated, shifting the gray-white matter boundary deeper into cortex. As tissue growth is prominent in regions with protracted functional development, our data suggest an intriguing hypothesis that functional development and myelination are interlinked.

Abstract We compare the major white matter tracts in human and macaque occipital lobe using diffusion MRI. The comparison suggests similarities but also significant differences in spatial arrangement and relative sizes of the tracts. There are several apparently homologous tracts in the two species, including the vertical occipital fasciculus (VOF), optic radiation, forceps major, and inferior longitudinal fasciculus (ILF). There is one large human tract, the inferior fronto-occipital fasciculus, with no corresponding fasciculus in macaque. The macaque VOF is compact and its fibers intertwine with the dorsal segment of the ILF, but the human VOF is much more elongated in the anterior-posterior direction and may be lateral to the ILF. These similarities and differences will be useful in establishing which circuitry in the macaque can serve as an accurate model for human visual cortex. Contact information Hiromasa Takemura, Center for Information and Neural Networks (CiNet), National Institute of Information and Communications Technology, and Osaka University, Japan htakemur@nict.go.jp Author contribution Designed the study: HT FP BAW. Performed the experiments. HT FP GAK SML JS FQY DAL WAF NKL. Analyzed the data. HT FP KSW MAB BAW. Contributed analysis tools. FP KSW MAB. Wrote the paper. HT FP KSW BAW.

Abstract An important goal for vision science is to develop quantitative models for the representation of visual signals at post-receptoral sites. To this end, we develop the quadratic color model (QCM) and examine its ability to account for the BOLD fMRI response in human V1 to spatially-uniform temporal chromatic modulations, systematically varying in their chromatic directions and contrasts. We find that the QCM explains the same, cross-validated variance as a conventional GLM, with far fewer free parameters. The QCM generalizes to allow prediction of V1 responses to a large range of modulations. We replicated the results for each subject and find good agreement across both replications and subjects. We find that within the LM cone contrast plane, V1 is most sensitive to L-M contrast modulations and least sensitive to L+M contrast modulations. Within V1, we observe little to no change in chromatic sensitivity as a function of eccentricity.

Becoming a proficient reader requires substantial learning over many years. However, it is unknown how learning to read affects development of distributed visual representations across human ventral temporal cortex (VTC). Using fMRI and a data-driven, computational approach, we quantified the development of distributed VTC responses to characters (pseudowords and numbers) vs. other domains in children, preteens, and adults. Results reveal anatomical- and hemisphere-specific development. With development, distributed responses to words and characters became more distinctive and informative in lateral but not medial VTC, and in the left but not right hemisphere. While development of voxels with both positive (that is, word-selective) and negative preference to words affected distributed information, only development of word-selective voxels predicted reading ability. These data show that developmental increases in informativeness of distributed left lateral VTC responses enable proficient reading and have important implications for both developmental theories and for elucidating neural mechanisms of reading disabilities.

The evolution and development of anatomical-functional relationships in the cerebral cortex is of major interest in neuroscience. Here, we leveraged the fact that a functional region selective for visual scenes is located within a sulcus in medial ventral temporal cortex (VTC) in both humans and macaques to examine the relationship between sulcal depth and place-selectivity in medial VTC across species and age groups. To do so, we acquired anatomical and functional magnetic resonance imaging scans in 9 macaques, 26 human children, and 28 human adults. Our results revealed a strong structural-functional coupling between sulcal depth and place-selectivity across age groups and species in which selectivity was strongest at the deepest sulcal point (the sulcal pit). Interestingly, this coupling between sulcal depth and place-selectivity strengthens from childhood to adulthood in humans. Morphological analyses suggest that the stabilization of sulcal-functional coupling in adulthood may be due to sulcal deepening and areal expansion with age as well as developmental differences in cortical curvature at the pial, but not the white matter surfaces. Our results implicate sulcal features as functional landmarks in high-level visual cortex and highlight that sulcal-functional relationships in medial VTC are preserved between macaques and humans despite differences in cortical folding.

The functional organization of human high-level visual cortex, such as face and place-selective regions, is strikingly consistent across individuals. A fundamental, unanswered question in neuroscience is what dimensions of visual information constrain the development and topography of this shared brain organization? To answer this question, we scanned with fMRI a unique group of adults who, as children, engaged in extensive experience with a novel stimulus, Pokemon, that varied along critical dimensions (foveal bias, rectilinearity, size, animacy) from other ecological categories such as faces and places. We find that experienced adults not only demonstrate distinct and consistent distributed cortical responses to Pokemon, but their activations suggest that it is the experienced retinal eccentricity during childhood that predicts the locus of distributed responses to Pokemon in adulthood. These data advance our understanding about how childhood experience and functional constraints shape the functional organization of the human brain.

Abstract We characterized the temporal dynamics of color processing using a continuous tracking paradigm by estimating temporal impulse response functions associated with tracking chromatic Gabor patches. We measured how the lag of these functions changes as a function of chromatic direction and contrast for stimuli in the LS cone contrast plane. In the same set of subjects, we also measured detection thresholds for stimuli with matched spatial, temporal, and chromatic properties. We created a model of tracking and detection performance to test if a common representation of chromatic contrast accounts for both measures. The model summarizes the effect of chromatic contrast over different chromatic directions through elliptical isoresponse contours, the shapes of which are contrast independent. The fitted elliptical isoresponse contours have essentially the same orientation in the detection and tracking tasks. For the tracking task, however, there is a striking reduction in sensitivity to signals originating in the S cones. The results are consistent with common chromatic mechanisms mediating performance on the two tasks, but with task-dependent relative weighting of signals from L and S cones.

Receptive fields (RFs) processing information in restricted parts of the visual field are a key property of neurons in the visual system. However, how RFs develop in humans is unknown. Using fMRI and population receptive field (pRF) modeling in children and adults, we determined where and how pRFs develop across the ventral visual stream. We find that pRF properties in visual field maps, V1 through VO1, are adult-like by age 5. However, pRF properties in face- and word-selective regions develop into adulthood, increasing the foveal representation and the visual field coverage for faces in the right hemisphere and words in the left hemisphere. Eye-tracking indicates that pRF changes are related to changing fixation patterns on words and faces across development. These findings suggest a link between viewing behavior of faces and words and the differential development of pRFs across visual cortex, potentially due to competition on foveal coverage.