Cross-correlation asymmetries and causal relationships between stock and market risk

We study historical correlations and lead-lag relationships between individual stock risk (volatility of daily stock returns) and market risk (volatility of daily returns of a market-representative portfolio) in the US stock market. We consider the cross-correlation functions averaged over all stocks, using 71 stock prices from the Standard \& Poor's 500 index for 1994--2013. We focus on the behavior of the cross-correlations at the times of financial crises with significant jumps of market volatility. The observed historical dynamics showed that the dependence between the risks was almost linear during the US stock market downturn of 2002 and after the US housing bubble in 2007, remaining on that level until 2013. Moreover, the averaged cross-correlation function often had an asymmetric shape with respect to zero lag in the periods of high correlation. We develop the analysis by the application of the linear response formalism to study underlying causal relations. The calculated response functions suggest the presence of characteristic regimes near financial crashes, when the volatility of an individual stock follows the market volatility and vice versa.Comment: 17 pages, 8 figures, 1 tabl

Band gap prediction for large organic crystal structures with machine learning

Machine-learning models are capable of capturing the structure-property relationship from a dataset of computationally demanding ab initio calculations. Over the past two years, the Organic Materials Database (OMDB) has hosted a growing number of calculated electronic properties of previously synthesized organic crystal structures. The complexity of the organic crystals contained within the OMDB, which have on average 82 atoms per unit cell, makes this database a challenging platform for machine learning applications. In this paper, the focus is on predicting the band gap which represents one of the basic properties of a crystalline materials. With this aim, a consistent dataset of 12 500 crystal structures and their corresponding DFT band gap are released, freely available for download at https://omdb.mathub.io/dataset. An ensemble of two state-of-the-art models reach a mean absolute error (MAE) of 0.388 eV, which corresponds to a percentage error of 13% for an average band gap of 3.05 eV. Finally, the trained models are employed to predict the band gap for 260 092 materials contained within the Crystallography Open Database (COD) and made available online so that the predictions can be obtained for any arbitrary crystal structure uploaded by a user.Comment: 10 pages, 6 figure

Electron microscopic diagnostics of apoptosis processes under simulation conditions in the experiment of acute pyelonephritis and concomitant diabetes mellitus type I and II

According to literature data, in the conditions of the balance of pro- and antiinflammatory factors, the development of the infectious-inflammatory process tends to progress and more severe with subsequent transformation into chronic inflammation with corresponding morphofunctional effects. Under such critical conditions, an apoptosis is likely to play a crucial protective role, which can eliminate the excessive accumulation of aggressive inflammatory effects and effectively eliminate them, which in the future prevents the probable transformation into a persistent form. The aim of the work was to study the features of the early dynamic processes of apoptosis in the tissues of the kidneys under simulation conditions in the experiment of acute pyelonephritis and concomitant diabetes mellitus type I and II. The purpose of the study was to study the features of the early dynamic processes of apoptosis in the tissues of the kidneys under simulation conditions in the experiment of acute pyelonephritis and concomitant type I and type II diabetes. The work was performed on 300 adult Wistar rats, which were divided into 4 groups. Fragments of animal's kidneys were studied and photographed in an electron microscope PEM-100-01. The results showed that after modeling in the animals of pyelonephritis in the nephrons there were no significant ultrastructural changes. The structure of the podocytes of the outer sheet was almost the same as the structure of the podocytes of the control material, and in some cells there were signs of activation of their metabolic activity. In the structure of the podocytes of the inner leaf of the capsule, dystrophic changes of the internal membrane of the mitochondria were established. In kidney medulla, the structure of the glomerulus was more preserved than in the cortical. Pathological changes of the proximal and distal tubular podocytes, as well as interstitial tissue, are more pronounced than the renal glomeruli. Under the modeling of the common model of pyelonephritis and type 1 diabetes, more pronounced morphological changes occur: destructive changes in the endothelial cells of the glomerular capillaries, the homogenization of the structure of the basement membrane occurs and the mesangial tissue is significantly enlarged. In nephrons and tubules of cortex, changes are manifested to a much greater extent than in the kidney medulla. When studying in clinical conditions the pathogenetic features of acute pyelonephritis in conditions of concomitant diabetes mellitus it is expedient to carry out electron microscopic research with the aim of choosing the optimal corrective therapeutic effect and preventing the unfavorable course of infectious and inflammatory process and its transformation into persistent form. EM (electron-microscopic) studies are highly informative in the study of pathological changes and early dynamic processes of apoptosis in renal tissues in the design of acute pyelonephritis and concomitant diabetes mellitus I and II in the experimental conditions

Online Search Tool for Graphical Patterns in Electronic Band Structures

We present an online graphical pattern search tool for electronic band structure data contained within the Organic Materials Database (OMDB) available at https://omdb.diracmaterials.org/search/pattern. The tool is capable of finding user-specified graphical patterns in the collection of thousands of band structures from high-throughput ab initio calculations in the online regime. Using this tool, it only takes a few seconds to find an arbitrary graphical pattern within the ten electronic bands near the Fermi level for 26,739 organic crystals. The tool can be used to find realizations of functional materials characterized by a specific pattern in their electronic structure, for example, Dirac materials, characterized by a linear crossing of bands; topological insulators, characterized by a "Mexican hat" pattern or an effectively free electron gas, characterized by a parabolic dispersion. The source code of the developed tool is freely available at https://github.com/OrganicMaterialsDatabase/EBS-search and can be transferred to any other electronic band structure database. The approach allows for an automatic online analysis of a large collection of band structures where the amount of data makes its manual inspection impracticable.Comment: 8 pages, 8 figure

Tubular initial conditions and ridge formation

The 2D azimuth & rapidity structure of the two-particle correlations in relativistic A+A collisions is altered significantly by the presence of sharp inhomogeneities in superdense matter formed in such processes. The causality constraints enforce one to associate the long-range longitudinal correlations observed in a narrow angular interval, the so-called (soft) ridge, with peculiarities of the initial conditions of collision process. This study's objective is to analyze whether multiform initial tubular structures, undergoing the subsequent hydrodynamic evolution and gradual decoupling, can form the soft ridges. Motivated by the flux-tube scenarios, the initial energy density distribution contains the different numbers of high density tube-like boost-invariant inclusions that form a bumpy structure in the transverse plane. The influence of various structures of such initial conditions in the most central A+A events on the collective evolution of matter, resulting spectra, angular particle correlations and v_n-coefficients is studied in the framework of the HydroKinetic Model (HKM).Comment: 18 pages, 6 figures, the paper to be published in Advances of High Energy Physics (2013, in press

ЗАСОБИ ПРИВАТНОГО ІНВЕСТУВАННЯ МАЛОГО І СЕРЕДНЬОГО ІННОВАЦІЙНОГО ПІДПРИЄМНИЦТВА В ЄВРОПЕЙСЬКОМУ СОЮЗІ

The authors of the article have analyzed certain economic characteristics of private investment of small and medium-sized innovative enterprises in the European Union (hereinafter — the EU). It has been noted that, unlike public funding from the EU Member States and Structural Funds investment, it is appropriate to pay attention to the investment mechanisms used in the private sector to support small and medium-sized innovative entrepreneurship in the EU, which has its own specificity and sources. The features of such sources as bank lending, corporate and venture investing, as well as financing provided by business angels have been studied. It has been noted that bank loans for innovative enterprises in the EU have become more accessible, but the collateral requirements imposed by banks remain high. The reasons for the low level of corporate investment of innovative small and medium-sized enterprises (hereinafter — SMSEs) in some Member States are the lack of a developed culture of partial investment and the specificity of information exchange between companies and investors. The level of venture capital usage is low and, as a consequence, only a small number of SMSEs are attractive to venture capitalists’ investments. On the other hand, business angels are quite selective about investment objects. This determines their main activity at the stage of initial implementation of innovative projects. It has been concluded that a large proportion of SMEs face serious problems in accessing investment resources, and there are significant differences between countries, directly, in such areas as debt financing and, therefore, SMEs’ financing in Europe. is not homogeneous. Despite the large number of support instruments for investing such enterprises in the EU, successful implementation of initiatives does not occur in all countries and has a heterogeneous effect. In order to create a successful EU policy on supporting SMEs there is the need in more in-depth understanding of the problems and specificities of financing SMEs of the EU Member States.Проаналізовано окремі економічні характеристики засобів приватного інвестування малого і середнього інноваційного підприємництва в Європейському Союзі (далі — ЄС). Зазначено, що, на відміну від державного фінансування, яке здійснюється країнами — членами ЄС, та інвестування впроваджуваного структурними фондами, доречно звернути увагу на механізми розміщення інвестицій, які використовуються у приватному секторі для підтримки малого і середнього інноваційного підприємництва в ЄС, що має власну специфіку та джерела. Досліджено особливості таких джерел, як банківське кредитування, корпоративне і венчурне інвестування, а також фінансування, що здійснюється бізнес-ангелами. Зазначено, що банківські кредити в ЄС для інноваційних підприємств стали більш доступними, але вимоги до застави, що накладаються банками, залишаються великими. Причинами низького рівня корпоративного інвестування інноваційних малих і середніх підприємств (далі — МСП) в окремих країн-членів є відсутність розвинутої культури часткового інвестування та специфіка обміну інформацією між компаніями та інвесторами. Низьким є рівень використання венчурного капіталу і лише невелика кількість МСП є привабливими для інвестування венчурних капіталістів. Натомість бізнес-ангели є досить вибірковими щодо об’єктів інвестування, а це зумовлює їхню основну активність на етапі початкової реалізації інноваційного проекту. Зроблено висновок, що значна частина МСП зіштовхується із серйозними проблемами у доступі до інвестиційних ресурсів, також мають місце істотні відмінності між країнами, безпосередньо, у таких сферах, як боргове фінансування, а отже, фінансування МСП в Європі не є однорідним. Незважаючи на значну кількість інструментів підтримки в інвестуванні таких підприємств у ЄС, успішна реалізація ініціатив має місце не у всіх країнах і відрізняється неоднорідним ефектом. Для створення успішної загальноєвропейської політики з підтримки МСП потрібне більш поглиблене розуміння проблем і специфіки фінансування інноваційної діяльності малого і середнього бізнесу країн — членів ЄС

Синтез, протимікробна активність та докінгові дослідження 6-(1H-бензімідазол-2- іл)-5-метилтієно[2,3-d]піримідин-4(3H)-онів з ацетамідними та 1,2,4-оксадіазол-5- ілметильними замісниками

Aim. To synthesize, study the antimicrobial activity and suggest antimicrobial activity mechanism for the novel derivatives of 6-(1H-benzimidazol-2-yl)-5-methylthieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-one. Results and discussion. As the result of the targeted modification of 6-(1H-benzimidazol-2-yl)-5-methylthieno[2,3-d]-pyrimidin-4(3H)-one in position 3 with acetamide and 1,2,4-oxadiazol-5-ylmethyl substituents, the compounds, which demonstrated better antimicrobial activity in the agar well diffusion assay than the reference drug Streptomycin, were obtained. To elucidate the mechanism of action of the novel compounds, the docking studies were con-ducted to the active site of the 16S subunit of ribosomal RNA, the proven target for aminoglycoside antibiotics, as well as tRNA (Guanine37-N1)-methyltransferase (TrmD), which inhibitors were considered as a new potential class of antibiotics. Experimental part. By the interaction of 6-(1H-benzimidazol-2-yl)-5-methylthieno[2,3-d]pyrimidin-4(3H)-one with a series of N-arylchloroacetamides and 3-aryl-5-(chloromethyl)-1,2,4-oxadiazoles in DMF in the presence of K2CO3 the target compounds were obtained. The antimicrobial activity was assessed by the agar well diffusion method. The concentration of microbial cells was determined by the McFarland standard; the value was 107 cells in 1 mL of the media. The 18 – 24 hour culture of microorganisms was used for tests. For the bacteria cultivation, Müller-Hinton agar was used, Sabouraud agar was applied for C. albicans cultivation. The compounds were tested as the DMSO solution with the concentration of 100 µg/mL; the volume of the solution was 0.3 mL, the same volume was used for Streptomycin (the concentration 30 µg/mL). The docking studies were performed using Autodock Vina. Crystallographic data for the complexes of Streptomycin with the 16S subunit of ribosomal RNA (1NTB) and its active site, as well as for tRNA (Guanine37-N1)-methyltransferase (EC 2.1.1.228; TrmD) (5ZHN) and its active site were obtained from the Protein Data Bank.Conclusions. It has been determined that 2-[6-(1H-benzimidazol-2-yl)-5-methyl-4-oxothieno[2,3-d]pyrimidin-3(4H)-yl]-N-[4-(ethoxy)phenyl]acetamide, which is the most active as an antimicrobial agent among the compounds tested, also shows the best binding activity towards the active site of tRNA (guanine37-N1)-methyltransferase.Мета. Синтезувати й дослідити протимікробну активність нових похідних 6-(1H-бензімідазол-2-іл)-5-метилтієно[2,3-d]піримідин-4(3H)-онів та запропонувати механізм протимікробної активності.Результати та їх обговорення. У результаті цілеспрямованої модифікації положення 3 6-(1H-бензімідазол-2-іл)-5-метилтієно[2,3-d]піримідин-4(3H)-ону ацетамідним та 1,2,4-оксадіазол-5-ілметильним замісниками було одержано сполуки з визначеною методом дифузії в агар протимікробною активністю, що є більшою за активність препарату порівняння Стрептоміцину. З метою з’ясування механізму дії синтезованих сполук було проведено докінгові дослідження щодо активного сайту субодиниці 16S рибосомальної РНК, яка є підтвердженою мішенню для аміноглікозидних антибіотиків, а також тРНК (Гуанін-37-N1)-метилтрансферази (TrmD), інгібітори якої розглядаються як новий потенційний клас антибіотиків. Експериментальна частина. Шляхом взаємодії 6-(1H-бензімідазол-2-іл)-5-метилтієно[2,3-d]піримідин-4(3H)-ону з рядом N-арилхлороацетамідів та 3-арил-5-(хлорометил)-1,2,4-оксадіазолів в умовах ДМФА-K2CO3 було одержано цільові сполуки. Антимікробну активність визначали методом дифузії в агар. Концентрацію мікробних клітин визначали за МакФарландом; мікробне навантаження склало 107 мікробних одиниць в 1 мл середовища. Для тестів використовували 18 – 24 годинну культуру мікроорганізмів. Для культивування бактерій використовували агар Мюллера-Гінтона; для культивування C. albicans використовували агар Сабуро. Сполуки вводили методом дифузії в агар (лунками) у вигляді розчину у ДМСО в концентрації 100 мкг/мл в об’ємі 0,3 мл; аналогічний об’єм використовували для Стрептоміцину (конц. 30 мкг/мл). Докінгові дослідження проводили за допомогою програми Autodock Vina. Кристалографічні дані для комплексів стрептоміцину з 16S субодиницею рибосомальної РНК (1NTB) та її активного сайту і для тРНК (Гуанін-37-N1)-метилтрансферази (EC 2.1.1.228; TrmD) (5ZHN) та її активного сайту було отримано з Protein Data Bank.Висновки. Виявлено, що сполука 2-[6-(1H-бензімідазол-2-іл)-5-метил-4-оксотієно[2,3-d]піримідин-3(4H)-іл]-N-[4-(етокси)феніл]ацетамід, яка характеризується найбільшою протимікробною активністю, у докінгових розрахунках є також найбільш ефективним інгібітором тРНК (Гуанін-37-N1)-метилтрансферази

U.S. stock market interaction network as learned by the Boltzmann Machine

We study historical dynamics of joint equilibrium distribution of stock returns in the U.S. stock market using the Boltzmann distribution model being parametrized by external fields and pairwise couplings. Within Boltzmann learning framework for statistical inference, we analyze historical behavior of the parameters inferred using exact and approximate learning algorithms. Since the model and inference methods require use of binary variables, effect of this mapping of continuous returns to the discrete domain is studied. The presented analysis shows that binarization preserves market correlation structure. Properties of distributions of external fields and couplings as well as industry sector clustering structure are studied for different historical dates and moving window sizes. We found that a heavy positive tail in the distribution of couplings is responsible for the sparse market clustering structure. We also show that discrepancies between the model parameters might be used as a precursor of financial instabilities.Comment: 15 pages, 17 figures, 1 tabl

АКТИВНІ МЕТОДИ НАВЧАННЯ СТУДЕНТІВ-МЕДИКІВ

Current article represents the use of innovative activity in various components of educational process. It is described an active involvement of modern teaching methods based on self-work of students, interactive studying methodics and wide use of IT-technologies for distant studying. Usage of modern teaching methods is capable to improve the qualitative level of students’ knowledge and their interest in chosen profession. Presented complex of directions of innovative activities in addition to scientific and management performance compiles the basis of complex education development in medical university.У статті представлене застосування інноваційної діяльності в різних компонентах освітнього процесу: активне впровадження в навчальний процес нових методик навчання, oснованих на самостійній роботі студентів, інтерактивних методів навчання, широке використання IT-технологій для дистанційної освіти. Використання нових методик освіти підвищує якісний рівень знань студентів і зацікавленість в обраній професії. Дана сукупність складових напрямків інноваційної діяльності в поєднанні з науковою й управлінською діяльністю становить базу комплексного розвитку освіти в медичному університеті