Small-worlds: How and why

We investigate small-world networks from the point of view of their origin. While the characteristics of small-world networks are now fairly well understood, there is as yet no work on what drives the emergence of such a network architecture. In situations such as neural or transportation networks, where a physical distance between the nodes of the network exists, we study whether the small-world topology arises as a consequence of a tradeoff between maximal connectivity and minimal wiring. Using simulated annealing, we study the properties of a randomly rewired network as the relative tradeoff between wiring and connectivity is varied. When the network seeks to minimize wiring, a regular graph results. At the other extreme, when connectivity is maximized, a near random network is obtained. In the intermediate regime, a small-world network is formed. However, unlike the model of Watts and Strogatz (Nature {\bf 393}, 440 (1998)), we find an alternate route to small-world behaviour through the formation of hubs, small clusters where one vertex is connected to a large number of neighbours.Comment: 20 pages, latex, 9 figure

Clustering and Synchronization of Oscillator Networks

Using a recently described technique for manipulating the clustering coefficient of a network without changing its degree distribution, we examine the effect of clustering on the synchronization of phase oscillators on networks with Poisson and scale-free degree distributions. For both types of network, increased clustering hinders global synchronization as the network splits into dynamical clusters that oscillate at different frequencies. Surprisingly, in scale-free networks, clustering promotes the synchronization of the most connected nodes (hubs) even though it inhibits global synchronization. As a result, scale-free networks show an additional, advanced transition instead of a single synchronization threshold. This cluster-enhanced synchronization of hubs may be relevant to the brain with its scale-free and highly clustered structure.Comment: Submitted to Phys. Rev.

Performance of networks of artificial neurons: The role of clustering

The performance of the Hopfield neural network model is numerically studied on various complex networks, such as the Watts-Strogatz network, the Barab{\'a}si-Albert network, and the neuronal network of the C. elegans. Through the use of a systematic way of controlling the clustering coefficient, with the degree of each neuron kept unchanged, we find that the networks with the lower clustering exhibit much better performance. The results are discussed in the practical viewpoint of application, and the biological implications are also suggested.Comment: 4 pages, to appear in PRE as Rapid Com

BIOETHICAL BASIS FOR PREVENTIVE VETERINARY MEDICINE IN DAIRY FARMING

Широке впровадження сучасних досягнень біології і медицини відкрило шляхи до інтенсифікації тваринництва. У зв’язку з цим появились тварини з потенційно високими продуктивними характеристиками. Метою роботи було вивчити взаємозв’язок між поведінкою, методами годівлі та утримання і рівнем захворюваності у високопродуктивних корів. Під час вивчення параметрів поведінки корів враховували час відпочинку, кількість періодів відпочинку протягом доби та середню тривалість одного такого періоду. Визначення рівня захворюваності корів проводилося за результатами аналізу проведених нами етологічних та клінічних досліджень. Рівень добробуту тварин оцінювали згідно концепції «П’яти свобод» запропонованої J. Webster і розглянутої UK FAWC (Farm Animal Welfare Council – Комісія з питань добробуту сільськогосподарських тварин, Великобританія) у 1993 році. Було встановлено, що за інтенсифікації молочного тваринництва зменшуються можливості прояву характерної для корів поведінки, що підвищує їх схильність до різних захворювань. Створення для молочних корів умов утримання і годівлі, які забезпечують вираження характерної для корів поведінки сприятиме зменшенню рівня захворюваності тварин та підвищенню їх продуктивності. Забезпечення належних умов годівлі та утримання, наряду із спеціальними ветеринарними заходами, є важливими чинниками профілактики та лікування захворювань кінцівок у високопродуктивних корів.Широкое внедрение современных достижений биологии и медицины открыло пути к интенсификации животноводства. В связи с этим появились животные с потенциально высокими продуктивными характеристиками. Целью работы было изучить взаимосвязь между поведением, методами кормления и содержания и уровнем заболеваемости у высокопродуктивных коров. При изучении параметров поведения коров учитывали время отдыха, количество периодов отдыха в течение суток и среднюю продолжительность одного такого периода. Определение уровня заболеваемости коров проводилось по результатам анализа проведенных нами этологических и клинических исследований. Уровень благополучия животных оценивали соответственно концепции «пяти свобод» предложенной Д. Вебстером и поддержанной Комисией по благополучию животных, Великобритания (UK FAWC (Farm Animal Welfare Council). Было установлено, что по интенсификации молочного животноводства уменьшаются возможности проявления характерной для коров поведения, повышает их склонность к различным заболеваниям. Создание для молочных коров условий содержания и кормления, которые обеспечивают условия для выражения характерного для коров поведения будет способствовать уменьшению уровня заболеваемости животных и повышению их производительности. Обеспечение надлежащих условий кормления и содержания, наряду со специальными ветеринарными мерами, являются важными факторами профилактики и лечения заболеваний конечностей у высокопродуктивных коров.The widespread introduction of advances methods in biology and medicine have opened the way to an intensification of the livestock industry, which led to the appearance of animals with potentially high productive characteristics. Therefore, the main purpose of the work was to study the relationship between behavior, the methods of the feeding and keeping system and incidence of lameness in high–producing cows. The level of animal welfare was assessed according to the concept of «five freedoms» proposed by J. Websterand supported by UK FAWC (Farm Animal Welfare Council, UK) in 1993. It was found that the intensification of dairy farming reduced the possibility of manifestation of characteristic behavior of cows that increases their susceptibility to various diseases. Creating keeping and feeding conditions for dairy cows, which provide expression of natural cow behavior will reduce the incidence of lameness and increase milk productivity. Ensuring appropriate conditions of feeding and maintenance, along with special veterinary measures, are important factors for the prevention and treatment of limbs' diseases in high–performance cows. We believe that further study of the behavior and other factors that influence cow behavior will contribute to ensuring the full and rapid economic and veterinary welfare on dairy farms

Калибровка навигационного маятникового акселерометра методом тестовых поворотов в гравитационном поле Земли

Розглянуті метрологічна модель навігаційного маятникового акселерометра та методика його статичної калібровки за методом тестових поворотів в гравітаційному полі Землі. Представлено результати калібровки за розробленою методикою навігаційного акселерометра типу АЛ-15.The metrological model of navigation pendulous accelerometer and a method of its statically calibration by testing rotating method in terrestrial gravitational field were considered. The results of calibration are presented for navigation pendulous accelerometer type AL-15.Рассмотрены метрологическая модель навигационного маятникового акселерометра и методика его статической калибровки методом тестовых поворотов в гравитационном поле Земли. Представлены результаты калибровки по разработанной методике навигационного акселерометра типа АЛ-15

Experimental evidence for the preservation of U-Pb isotope ratios in mantle-recycled crustal zircon grains

Zircon of crustal origin found in mantle-derived rocks is of great interest because of the information it may provide about crust recycling and mantle dynamics. Consideration of this requires understanding of how mantle temperatures, notably higher than zircon crystallization temperatures, affected the recycled zircon grains, particularly their isotopic clocks. Since Pb2+ diffuses faster than U4+ and Th+4, it is generally believed that recycled zircon grains lose all radiogenic Pb after a few million years, thus limiting the time range over which they can be detected. Nonetheless, this might not be the case for zircon included in mantle minerals with low Pb2+ diffusivity and partitioning such as olivine and orthopyroxene because these may act as zircon sealants. Annealing experiments with natural zircon embedded in cristobalite (an effective zircon sealant) show that zircon grains do not lose Pb to their surroundings, although they may lose some Pb to molten inclusions. Diffusion tends to homogenize the Pb concentration in each grain changing the U-Pb and Th-Pb isotope ratios proportionally to the initial 206Pb, 207Pb and 208Pb concentration gradients (no gradient-no change) but in most cases the original age is still recognizable. It seems, therefore, that recycled crustal zircon grains can be detected, and even accurately dated, no matter how long they have dwelled in the mantle.This paper has been financed by the Spanish Grants CGL2013-40785-P and CGL2017-84469-P