Hilbertsche Zerlegungen eingebetteter Prozessräume und ihre Anwendung auf die Vorhersage von Zeitreihen

Die Theorie zur Analyse von Zeitreihen oder stochastischen Prozessen ist teilweise funktionalanalytisch geprägt. Dies gilt z. B. für Arbeiten über reproduzierende Kern-Hilbert-Räume, die man Prozessen zuordnet. Ähnlich geprägt ist der Aufbau der Karhunen-Loève-Zerlegung, die Spektraltheorie stationärer Prozesse und das Konzept der orthogonalen Projektion als Prädiktion. Die vorliegende Arbeit vertieft diese Theorie, indem sie moderne Methoden der Funktionalanalysis auf das Gebiet der stochastischen Prozesse überträgt und neue bzw. erweiterte Ergebnisse erzielt. Die obigen Themen sind nur eine Auswahl aus dem Feld der Zeitreihenanalyse, skizzieren aber die Schnittfläche zwischen Prozesstheorie und Analysis, auf welcher sich die vorliegende Arbeit bewegt. Die Struktur stationärer Prozesse erlaubt den erfolgreichen Einsatz analytischer Werkzeuge. Als Beispiel mag die stationäre Vorhersagetheorie dienen, deren Anfang durch Wiener und Kolmogorov geprägt wurde und die von abstrakter, (Fourier-)analytischer Natur ist. Verallgemeinerungen zur Herleitung analoger Resultate ohne Stationaritätsvoraussetzungen werden bis heute gesucht und bedürfen evtl. alternativer Zeitbereichsmethoden, die allein über den Indexbereich (Zeit) des Prozesses beschrieben werden können. Ähnliches zeigt sich auf dem Feld der Darstellungstheorie stochastischer Prozesse, dessen Ursprung Karhunen und Loève zugeschrieben werden kann. Die bisherige Theorie fußt meist auf elementaren Isometrien zwischen dem Prozessraum und einem Raum von quadratisch integrierbaren Funktionen - Spektralbereich genannt. Konkreter findet man die Ausführungen für stetige Prozesse auf kompaktem Intervall, wo sich die Verbindung zu Eigenvektorbasen von Integraloperatoren eröffnet (Mercers Theorem). Statt den Einfluss dieser Spektraltheorie auf die Darstellung von Prozessen auszuweiten, hielt man an der Abzählbarkeit der Eigenvektorbasis und der resultierenden Reihenentwicklung des Prozesses fest. Vergleichbares findet sich zur Beziehung zwischen Prozessen und den zugehörigen hilbertschen Unterräumen. Die durch Parzen publizierte Verbindung ordnet einem Prozess einen Kern-Hilbert-Raum (i.S.v. Aronszajn) zu. Dieser Raum von Funktionen auf der Zeitmenge erlaubt eine isometrische Beschreibung des Prozessraums. Diese Assoziation gestaltet sich auf Grund diskreten Indexbereichs zwar sehr elementar, ist aber bis heute durchaus üblich. Zusammenfassung der obigen Probleme und Fragen und wie die vorliegende Dissertation diese angeht: (1) Zu Prozessen gehörige hilbertsche Unterräume werden bisher unter Annahme der diskreten Topologie auf der Indexmenge eingeführt und ergeben sich als Kern-Hilbert-Räume i.S.v. Aronszajn. Die vorliegende Arbeit analysiert, inwieweit ein Bewahren der tatsächlichen Topologie des Zeitbereichs möglich ist und welche Auswirkungen dies auf Konstruktion und Eigenschaften des Prozessraums hat. Der Indexbereich wird als hilbertscher Pivotraum topologisch berücksichtigt und Kovarianzfunktionen als verallgemeinerte Funktionen interpretiert. Die dann entwickelte Einbettungstheorie liefert in diesem erweiterten Rahmen den zum Prozess gehörigen hilbertschen Prozessraum und dessen ?reproduzierende Eigenschaft?. (2) An Prozessräume schließen sich Fragen nach Basen und deren Konstruktionen an. Bisher wurden diese Aspekte auf die Darstellung des Prozesses vermöge eines abzählbaren Orthonormalsystems reduziert und mittels Isometrien innerhalb der Hilbert-Räume angegangen. Die Dissertation untersucht, ob moderne Zerlegungstechniken für hilbertsche Unterräume Basen und Konstruktionen neuerer (insb. kontinuierlicher) Art möglich machen und gibt zwei Verfahren an: Bildzerlegungen und Spektralzerlegungen. Beide unterliegen keiner Abzählbarkeitsbedingung, erweitern bisheriges Vorgehen und erlauben eine Darstellung des Prozesses. (3) Die bekannte Karhunen-Loève-Entwicklung bezieht sich im Prinzip auf das übliche Isometrieverfahren und ist von abzählbarem Charakter. Allerdings wird die Entwicklung über die Spektraltheorie spezieller, positiver Kernoperatoren hergeleitet. Die Arbeit klärt, inwiefern eine verallgemeinerte Fassung mittels unbeschränkter positiver Operatoren möglich ist. Sie charakterisiert allgemein den Einfluss der Spektraltheorie solcher Operatoren auf das (Spektral-)Zerlegungsverfahren ähnlich wie Mercers Theorem im Konkreten. (4) Schließlich spielen Zerlegungen in der Vorhersage stochastischer Prozesse eine Rolle, wobei der meist Fourier-analytische Aufbau den Zeitbereich nicht klar in Verbindung mit der Zerlegung bringt. Die Dissertation analysiert, wie durch eine Zeitbereichs-Interpretation eine Vorhersagezerlegung allgemein charakterisiert werden kann. Die gefundenen Prädiktionsverfahren zeigen ein grundlegendes ?Gram-Schmidt-Prinzip? und weisen eine Verwandtschaft zur Cholesky-Faktorisierung auf. Formeln in entsprechenden Zerlegungen werden hergeleitet und in Bezug zu bisherigen Ergebnissen gebracht

Hilbertsche Zerlegungen eingebetteter Prozessräume und ihre Anwendung auf die Vorhersage von Zeitreihen

Die Theorie zur Analyse von Zeitreihen oder stochastischen Prozessen ist teilweise funktionalanalytisch geprägt. Dies gilt z. B. für Arbeiten über reproduzierende Kern-Hilbert-Räume, die man Prozessen zuordnet. Ähnlich geprägt ist der Aufbau der Karhunen-Loève-Zerlegung, die Spektraltheorie stationärer Prozesse und das Konzept der orthogonalen Projektion als Prädiktion. Die vorliegende Arbeit vertieft diese Theorie, indem sie moderne Methoden der Funktionalanalysis auf das Gebiet der stochastischen Prozesse überträgt und neue bzw. erweiterte Ergebnisse erzielt. Die obigen Themen sind nur eine Auswahl aus dem Feld der Zeitreihenanalyse, skizzieren aber die Schnittfläche zwischen Prozesstheorie und Analysis, auf welcher sich die vorliegende Arbeit bewegt. Die Struktur stationärer Prozesse erlaubt den erfolgreichen Einsatz analytischer Werkzeuge. Als Beispiel mag die stationäre Vorhersagetheorie dienen, deren Anfang durch Wiener und Kolmogorov geprägt wurde und die von abstrakter, (Fourier-)analytischer Natur ist. Verallgemeinerungen zur Herleitung analoger Resultate ohne Stationaritätsvoraussetzungen werden bis heute gesucht und bedürfen evtl. alternativer Zeitbereichsmethoden, die allein über den Indexbereich (Zeit) des Prozesses beschrieben werden können. Ähnliches zeigt sich auf dem Feld der Darstellungstheorie stochastischer Prozesse, dessen Ursprung Karhunen und Loève zugeschrieben werden kann. Die bisherige Theorie fußt meist auf elementaren Isometrien zwischen dem Prozessraum und einem Raum von quadratisch integrierbaren Funktionen - Spektralbereich genannt. Konkreter findet man die Ausführungen für stetige Prozesse auf kompaktem Intervall, wo sich die Verbindung zu Eigenvektorbasen von Integraloperatoren eröffnet (Mercers Theorem). Statt den Einfluss dieser Spektraltheorie auf die Darstellung von Prozessen auszuweiten, hielt man an der Abzählbarkeit der Eigenvektorbasis und der resultierenden Reihenentwicklung des Prozesses fest. Vergleichbares findet sich zur Beziehung zwischen Prozessen und den zugehörigen hilbertschen Unterräumen. Die durch Parzen publizierte Verbindung ordnet einem Prozess einen Kern-Hilbert-Raum (i.S.v. Aronszajn) zu. Dieser Raum von Funktionen auf der Zeitmenge erlaubt eine isometrische Beschreibung des Prozessraums. Diese Assoziation gestaltet sich auf Grund diskreten Indexbereichs zwar sehr elementar, ist aber bis heute durchaus üblich. Zusammenfassung der obigen Probleme und Fragen und wie die vorliegende Dissertation diese angeht: (1) Zu Prozessen gehörige hilbertsche Unterräume werden bisher unter Annahme der diskreten Topologie auf der Indexmenge eingeführt und ergeben sich als Kern-Hilbert-Räume i.S.v. Aronszajn. Die vorliegende Arbeit analysiert, inwieweit ein Bewahren der tatsächlichen Topologie des Zeitbereichs möglich ist und welche Auswirkungen dies auf Konstruktion und Eigenschaften des Prozessraums hat. Der Indexbereich wird als hilbertscher Pivotraum topologisch berücksichtigt und Kovarianzfunktionen als verallgemeinerte Funktionen interpretiert. Die dann entwickelte Einbettungstheorie liefert in diesem erweiterten Rahmen den zum Prozess gehörigen hilbertschen Prozessraum und dessen ?reproduzierende Eigenschaft?. (2) An Prozessräume schließen sich Fragen nach Basen und deren Konstruktionen an. Bisher wurden diese Aspekte auf die Darstellung des Prozesses vermöge eines abzählbaren Orthonormalsystems reduziert und mittels Isometrien innerhalb der Hilbert-Räume angegangen. Die Dissertation untersucht, ob moderne Zerlegungstechniken für hilbertsche Unterräume Basen und Konstruktionen neuerer (insb. kontinuierlicher) Art möglich machen und gibt zwei Verfahren an: Bildzerlegungen und Spektralzerlegungen. Beide unterliegen keiner Abzählbarkeitsbedingung, erweitern bisheriges Vorgehen und erlauben eine Darstellung des Prozesses. (3) Die bekannte Karhunen-Loève-Entwicklung bezieht sich im Prinzip auf das übliche Isometrieverfahren und ist von abzählbarem Charakter. Allerdings wird die Entwicklung über die Spektraltheorie spezieller, positiver Kernoperatoren hergeleitet. Die Arbeit klärt, inwiefern eine verallgemeinerte Fassung mittels unbeschränkter positiver Operatoren möglich ist. Sie charakterisiert allgemein den Einfluss der Spektraltheorie solcher Operatoren auf das (Spektral-)Zerlegungsverfahren ähnlich wie Mercers Theorem im Konkreten. (4) Schließlich spielen Zerlegungen in der Vorhersage stochastischer Prozesse eine Rolle, wobei der meist Fourier-analytische Aufbau den Zeitbereich nicht klar in Verbindung mit der Zerlegung bringt. Die Dissertation analysiert, wie durch eine Zeitbereichs-Interpretation eine Vorhersagezerlegung allgemein charakterisiert werden kann. Die gefundenen Prädiktionsverfahren zeigen ein grundlegendes ?Gram-Schmidt-Prinzip? und weisen eine Verwandtschaft zur Cholesky-Faktorisierung auf. Formeln in entsprechenden Zerlegungen werden hergeleitet und in Bezug zu bisherigen Ergebnissen gebracht

Eight Weeks of a High Dose of Curcumin Supplementation May Attenuate Performance Decrements Following Muscle-Damaging Exercise

Background: It is known that unaccustomed exercise—especially when it has an eccentric component—causes muscle damage and subsequent performance decrements. Attenuating muscle damage may improve performance and recovery, allowing for improved training quality and adaptations. Therefore, the current study sought to examine the effect of two doses of curcumin supplementation on performance decrements following downhill running. Methods: Sixty-three physically active men and women (21 ± 2 y; 70.0 ± 13.7 kg; 169.3 ± 15.2 cm; 25.6 ± 14.3 body mass index (BMI), 32 women, 31 men) were randomly assigned to ingest 250 mg of CurcuWIN® (50 mg of curcuminoids), 1000 mg of CurcuWIN® (200 mg of curcuminoids), or a corn starch placebo (PLA) for eight weeks in a double-blind, randomized, placebo-controlled parallel design. At the end of the supplementation period, subjects completed a downhill running protocol intended to induce muscle damage. Muscle function using isokinetic dynamometry and perceived soreness was assessed prior to and at 1 h, 24 h, 48 h, and 72 h post-downhill run. Results: Isokinetic peak extension torque did not change in the 200-mg dose, while significant reductions occurred in the PLA and 50-mg groups through the first 24 h of recovery. Isokinetic peak flexion torque and power both decreased in the 50-mg group, while no change was observed in the PLA or 200-mg groups. All the groups experienced no changes in isokinetic extension power and isometric average peak torque. Soreness was significantly increased in all the groups compared to the baseline. Non-significant improvements in total soreness were observed for the 200-mg group, but these changes failed to reach statistical significance. Conclusion: When compared to changes observed against PLA, a 200-mg dose of curcumin attenuated reductions in some but not all observed changes in performance and soreness after completion of a downhill running bout. Additionally, a 50-mg dose appears to offer no advantage to changes observed in the PLA and 200-mg groups

Verbesserte Infrastruktur für soziologische Forschungsinformation

Der Fachinformationsdienst (FID) Soziologie und soziale Arbeit soll in modifizierter Form die Arbeit des bisherigen Sondersammelgebietes Sozialwissenschaften fortführen und Sozialwissenschaftlerinnen und Sozialwissenschaftlern in Deutschland unabhängig vom Standort ihrer Tätigkeit einen möglichst schnellen und direkten Zugriff auf Spezialliteratur und entsprechende forschungsrelevante Informationen ermöglichen. Eine wichtige Grundaufgabe des FID besteht auch weiterhin darin, wissenschaftliche Literatur zur Soziologie und sozialen Arbeit zu erwerben, zu erschließen, langfristig zu archivieren und überregional zur Verfügung zu stellen. Neben einigen inhaltlichen Anpassungen im bisherigen Erwerbungsprofil auf der Grundlage eigener Erfahrungen soll dabei insbesondere – soweit dies möglich ist – die Umstellung auf eine e-only-Bereitstellung der Literatur erfolgen. Mit einem breiten Maßnahmenbündel mit Schwerpunkt auf wissenschaftlich fundierter Nutzungsanalyse durch die GESIS sowie in engem Kontakt mit den Fachgremien soll eine bedarfsgerechte weitere Ausgestaltung des Dienstes sichergestellt werden. Weitere (insbesondere elektronische) Informationsdienstleistungen werden in enger Kooperation mit dem GESIS Leibniz Institut für Sozialwissenschaften realisiert. Dabei sind insbesondere das Social Science Open Access Repository (SSOAR), das Haus der Sozialwissenschaften und das Online-Tutorial LOTSE für Sozialwissenschaften zu erwähnen. The Scientific Information Services Sociology and Social Work replace the former Special Subject Collection »Social Sciences« in a modified form. They provide quick and direct access to specialised literature collections and digital sources of information for research in the social sciences in Germany. The media will be collected, cataloged, archived for the long-term and delivered nationwide. The selection criteria of the former Special Subject Collection are adjusted and adapted; e-only is provided whenever possible. Various additional activities – in particular well-founded scientific user analysis – ensure that the services are and will continue to be suited for scholary requirements. Further (electronic) information services – especially the Social Science Open Access Repository SSOAR, the House of Social Sciences and the Online Tutorial Lotse Social Sciences – are implemented in cooperation with GESIS Leibniz Institute for Social Sciences

High-throughput sequencing analysis reveals genomic similarity in phenotypic heterogeneous Photorhabdus luminescens cell populations

Abstract Purpose Phenotypic heterogeneity occurs in many bacterial populations: single cells of the same species display different phenotypes, despite being genetically identical. The Gram-negative entomopathogenic bacterium Photorhabdus luminescens is an excellent example to investigate bacterial phenotypic heterogeneity. Its dualistic life cycle includes a symbiotic stage interacting with entomopathogenic nematodes (EPNs) and a pathogenic stage killing insect larvae. P. luminescens appears in two phenotypically different cell forms: the primary (1°) and the secondary (2°) cell variants. While 1° cells are bioluminescent, pigmented, and produce a huge set of secondary metabolites, 2° cells lack all these phenotypes. The main difference between both phenotypic variants is that only 1° cells can undergo symbiosis with EPNs, a phenotype that is absent from 2° cells. Recent comparative transcriptome analysis revealed that genes mediating 1° cell-specific traits are modulated differently in 2° cells. Although it was previously suggested that heterogeneity in P. luminescens cells cultures is not genetically mediated by, e.g., larger rearrangements in the genome, the genetic similarity of both cell variants has not clearly been demonstrated yet. Methods Here, we analyzed the genomes of both 1° and 2° cells by genome sequencing of each six single 1° and 2° clones that emerged from a single 1° clone after prolonged growth. Using different bioinformatics tools, the sequence data were analyzed for clustered point mutations or genetic rearrangements with respect to the respective phenotypic variant. Result We demonstrate that isolated clones of 2° cells that switched from the 1° cell state do not display any noticeable mutation and do not genetically differ from 1° cells. Conclusion In summary, we show that the phenotypic differences in P. luminescens cell cultures are obviously not caused by mutations or genetic rearrangements in the genome but truly emerge from phenotypic heterogeneity

High-throughput sequencing analysis reveals genomic similarity in phenotypic heterogeneous Photorhabdus luminescens cell populations

Purpose Phenotypic heterogeneity occurs in many bacterial populations: single cells of the same species display different phenotypes, despite being genetically identical. The Gram-negative entomopathogenic bacterium Photorhabdus luminescens is an excellent example to investigate bacterial phenotypic heterogeneity. Its dualistic life cycle includes a symbiotic stage interacting with entomopathogenic nematodes (EPNs) and a pathogenic stage killing insect larvae. P. luminescens appears in two phenotypically different cell forms: the primary (1°) and the secondary (2°) cell variants. While 1° cells are bioluminescent, pigmented, and produce a huge set of secondary metabolites, 2° cells lack all these phenotypes. The main difference between both phenotypic variants is that only 1° cells can undergo symbiosis with EPNs, a phenotype that is absent from 2° cells. Recent comparative transcriptome analysis revealed that genes mediating 1° cell-specific traits are modulated differently in 2° cells. Although it was previously suggested that heterogeneity in P. luminescens cells cultures is not genetically mediated by, e.g., larger rearrangements in the genome, the genetic similarity of both cell variants has not clearly been demonstrated yet. Methods Here, we analyzed the genomes of both 1° and 2° cells by genome sequencing of each six single 1° and 2° clones that emerged from a single 1° clone after prolonged growth. Using different bioinformatics tools, the sequence data were analyzed for clustered point mutations or genetic rearrangements with respect to the respective phenotypic variant. Result We demonstrate that isolated clones of 2° cells that switched from the 1° cell state do not display any noticeable mutation and do not genetically differ from 1° cells. Conclusion In summary, we show that the phenotypic differences in P. luminescens cell cultures are obviously not caused by mutations or genetic rearrangements in the genome but truly emerge from phenotypic heterogeneity

Eight Weeks of a High Dose of Curcumin Supplementation May Attenuate Performance Decrements Following Muscle-Damaging Exercise

Background: It is known that unaccustomed exercise—especially when it has an eccentric component—causes muscle damage and subsequent performance decrements. Attenuating muscle damage may improve performance and recovery, allowing for improved training quality and adaptations. Therefore, the current study sought to examine the effect of two doses of curcumin supplementation on performance decrements following downhill running. Methods: Sixty-three physically active men and women (21 ± 2 y; 70.0 ± 13.7 kg; 169.3 ± 15.2 cm; 25.6 ± 14.3 body mass index (BMI), 32 women, 31 men) were randomly assigned to ingest 250 mg of CurcuWIN® (50 mg of curcuminoids), 1000 mg of CurcuWIN® (200 mg of curcuminoids), or a corn starch placebo (PLA) for eight weeks in a double-blind, randomized, placebo-controlled parallel design. At the end of the supplementation period, subjects completed a downhill running protocol intended to induce muscle damage. Muscle function using isokinetic dynamometry and perceived soreness was assessed prior to and at 1 h, 24 h, 48 h, and 72 h post-downhill run. Results: Isokinetic peak extension torque did not change in the 200-mg dose, while significant reductions occurred in the PLA and 50-mg groups through the first 24 h of recovery. Isokinetic peak flexion torque and power both decreased in the 50-mg group, while no change was observed in the PLA or 200-mg groups. All the groups experienced no changes in isokinetic extension power and isometric average peak torque. Soreness was significantly increased in all the groups compared to the baseline. Non-significant improvements in total soreness were observed for the 200-mg group, but these changes failed to reach statistical significance. Conclusion: When compared to changes observed against PLA, a 200-mg dose of curcumin attenuated reductions in some but not all observed changes in performance and soreness after completion of a downhill running bout. Additionally, a 50-mg dose appears to offer no advantage to changes observed in the PLA and 200-mg groups

Effects of Standardized Hops (Humulus lupulus L.) Extract on Joint Health: A Randomized, Placebo-Controlled, Double-Blind, Multiple Dose Study

Background: This study’s aim was to evaluate the efficacy and safety of 14-days oral supplementation of a standardized hops extract containing 30% alpha acids, Humulus lupulus L. on individuals with osteoarthritis of the knee. Methods: Thirty-three subjects (26 female, 7 male, 57.0 ± 6.9 years) participated in this randomized, double-blind, multi-dose study. Perceived pain (WOMAC), 20-meter walking performance and clinical safety markers (metabolic panel) was evaluated after 0 and 14 days of standardized hops extract (Perluxan®, 1 g/day [HOPS1G], n = 11 or 2 g/day [HOPS2G], n = 10 or placebo [PLA], n = 12). Changes in WOMAC perceived pain scores from baseline were calculated for all groups and compared against changes observed in PLA. Oneway ANOVA were used to evaluate group differences at each measurement time point. Data in presented as means ± SD. A p-value of 0.05 was used to assess statistical significance. Results: Pain relief while walking on a flat surface showed significant improvement with HOPS2G two hours after dosing. Additionally, pain was reduced to a greater magnitude in HOPS1G and HOPS2G two and four days after supplementation while changes in HOPS1G after six days were also significantly different than PLA changes. Reductions in pain while lying in bed were significantly greater in HOPS2G three days after supplementation while HOPS1G exhibited greater reductions 12 days after supplementation. Self-reported pain scores while sitting or lying in bed were reduced to a greater magnitude in HOPS1G in comparison to HOPS2G after 6, 7, 8, 10, and 13 days of supplementation. Conclusion: Supplementation with two different doses of supplementation yielded greater improvements in pain reduction while walking and also demonstrated improvements in the amount that sleep was disrupted due to pain. Self-reported pain levels while sitting or lying in bed exhibited a dose-dependent pattern. No clinically meaningful changes in blood or urine markers were noted as a result of supplementation between groups. Supplementation did not appear to impact 20-meter walking performance

The effects of phosphatidylserine on endocrine response to moderate intensity exercise

Previous research has indicated that phosphatidylserine (PS) supplementation has the potential to attenuate the serum cortisol response to acute exercise stress. Equivocal findings suggest that this effect might be dose dependent. This study aimed to examine the influence of short-term supplementation with a moderate dose of PS (600 mg per day) on plasma concentrations of cortisol, lactate, growth hormone and testosterone before, during, and following moderate intensity exercise in healthy males. 10 healthy male subjects participated in the study. Each subject was assigned to ingest 600 mg PS or placebo per day for 10 days using a double-blind, placebo-controlled, crossover design. Serial venous blood samples were taken at rest, after a 15 minute moderate intensity exercise protocol on a cycle ergometer that consisted of five 3-minute incremental stages beginning at 65% and ending at 85% VO2 max, and during a 65 minute passive recovery. Plasma samples were assessed for cortisol, growth hormone, testosterone, lactate and testosterone to cortisol ratio for treatment (PS or placebo). Mean peak cortisol concentrations and area under the curve (AUC) were lower following PS (39 ± 1% and 35 ± 0%, respectively) when compared to placebo (p < 0.05). PS increased AUC for testosterone to cortisol ratio (184 ± 5%) when compared to placebo (p < 0.05). PS and placebo supplementation had no effect on lactate or growth hormone levels. The findings suggest that PS is an effective supplement for combating exercise-induced stress and preventing the physiological deterioration that can accompany too much exercise. PS supplementation promotes a desired hormonal status for athletes by blunting increases in cortisol levels