Temporal coupling between stimulus-evoked neural activity and hemodynamic responses from individual cortical columns

Using previously published data from the whisker barrel cortex of anesthetized rodents (Berwick et al 2008 J. Neurophysiol. 99 787–98) we investigated whether highly spatially localized stimulus-evoked cortical hemodynamics responses displayed a linear time-invariant (LTI) relationship with neural activity. Presentation of stimuli to individual whiskers of 2 s and 16 s durations produced hemodynamics and neural activity spatially localized to individual cortical columns. Two-dimensional optical imaging spectroscopy (2D-OIS) measured hemoglobin responses, while multi-laminar electrophysiology recorded neural activity. Hemoglobin responses to 2 s stimuli were deconvolved with underlying evoked neural activity to estimate impulse response functions which were then convolved with neural activity evoked by 16 s stimuli to generate predictions of hemodynamic responses. An LTI system more adequately described the temporal neuro-hemodynamics coupling relationship for these spatially localized sensory stimuli than in previous studies that activated the entire whisker cortex. An inability to predict the magnitude of an initial 'peak' in the total and oxy- hemoglobin responses was alleviated when excluding responses influenced by overlying arterial components. However, this did not improve estimation of the hemodynamic responses return to baseline post-stimulus cessation.

Output sustainability to exogenous and endogenous shocks: evidence from emerging economies

This paper studies the impact of exogenous and endogenous shocks (exogenous shock is used interchangeably with external shock; endogenous shock is used interchangeably with domestic shock) on output fluctuations in post-communist countries during the 2000s. The first part presents the analytical framework and formulates a research hypothesis. The second part presents vector autoregressive estimation and analysis model proposed by Pesaran (2004) and Pesaran and Smith (2006) that relates bank real lending, the cyclical component of output and spreads and accounts for cross-sectional dependence (CD) across the countries. Impulse response functions show that exogenous positive shock lead to a drop in output sustainability for 9 over 12 Central Eastern European countries and Russia, when the endogenous shock is mild and ambiguous. Moreover, the effect of exogenous shock is more significant during the crises. Variance decompositions show that exogenous shock in the aftermath of crisis had a substantial impact on economic activity of emerging economies.

Liberalização da conta de capital e fluxos de portfólio para o Brasil

The present work seeks to investigate the dynamics of capital account liberalization and its impact on short run capital flows to Brazil in the period of 1995-2002, considering different segments such as the monetary, derivative and equity markets. This task is pursued by developing a comparative study of financial flows and examining how it is affected by the uncovered interest parity, country risk and the legislation on portfolio capital flows. The empirical framework is based on a vector autoregressive (VAR) analysis using impulse-response functions, variance decomposition and Granger causality tests. In general terms the results indicate a crucial role played by the uncovered interest parity and the country risk to explain portfolio flows, and a less restrictive (more liberalized) legislation is not significant to attract such flows.

Efeitos de política fiscal nos EUA em um modelo FAVAR

O objetivo desse artigo é analisar o impacto da política fiscal sobre diversas variáveis macroeconômicas dos EUA. A metodologia do trabalho empírico baseia-se em um modelo VAR estrutural que incorpora fatores latentes (FAVAR) e para o qual desenvolve-se um esquema de identificação específico. Visto que os fatores são estimados por principal components, estes aproximam-se muito das séries observadas de produção industrial e taxa de juros. Como será visto, este resultado é de fundamental importância para a hipótese de identificação e a escolha dos instrumentos do modelo VAR. Por meio das funções de resposta ao impulso analisa-se os efeitos de um aumento do gasto do governo sobre variáveis de produto e consumo e, por sua vez, corroborando a hipótese de que tanto o PIB quanto as despesas de consumo das famílias aumentam depois desse choque exógeno. Em particular esse efeito sobre o consumo também é verificado quando separamos os indivíduos em várias classes de acordo com renda. Olhando cuidadosamente no entanto pode-se perceber que um aumento no gasto público possui mais impacto sobre os consumidores de renda mais baixa. Ou seja, é provável que por estarem sujeitas a restrições de crédito, as classes mais baixas tem mais dificuldade em suavizar o consumo após um choque agregado.

The macroeconomics of price adjustments under information frictions and menu costs

Esta tese se dedica ao estudo de modelos de fixação de preços e suas implicações macroeconômicas. Nos primeiros dois capítulos analiso modelos em que as decisões das firmas sobre seus preços praticados levam em conta custos de menu e de informação. No Capítulo 1 eu estimo tais modelos empregando estatísticas de variações de preços dos Estados Unidos, e concluo que: os custos de informação são significativamente maiores que os custos de menu; os dados claramente favorecem o modelo em que informações sobre condições agregadas são custosas enquanto que as idiossincráticas têm custo zero. No Capítulo 2 investigo as consequências de choques monetários e anúncios de desinflação usando os modelos previamente estimados. Mostro que o grau de não-neutralidade monetária é maior no modelo em que parte da informação é grátis. O Capítulo 3 é um artigo em conjunto com Carlos Carvalho (PUC-Rio) e Antonella Tutino (Federal Reserve Bank of Dallas). No artigo examinamos um modelo de fixação de preços em que firmas estão sujeitas a uma restrição de fluxo de informação do tipo Shannon. Calibramos o modelo e estudamos funções impulso-resposta a choques idiossincráticos e agregados. Mostramos que as firmas vão preferir processar informações agregadas e idiossincráticas conjuntamente ao invés de investigá-las separadamente. Este tipo de processamento gera ajustes de preços mais frequentes, diminuindo a persistência de efeitos reais causados por choques monetários.

Modelagem de séries de monitoramento de nível freático em área de afloramento do sistema aquífero guarani (sag) sob influência de diferentes usos agrícolas da terra

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Estudo de técnicas de análise modal operacional em sistemas sujeitos a excitações aleatórias com a presença de componente harmônico

A metodologia tradicional de identificação de parâmetros na análise modal de estruturas é realizada a partir de sinais medidos de força de entrada e de movimento de resposta da estrutura em condições laboratoriais controladas. Entretanto, quando é necessária a obtenção dos parâmetros modais de estruturas de máquinas em operação, as condições para controlar e medir a excitação nestas situações impossibilita a realização da análise modal tradicional. Neste caso, o teste modal é realizado utilizando somente dados de resposta do sistema. A Análise Modal Operacional (AMO) é um método de extração modal em que nenhuma excitação artificial necessita ser aplicada ao sistema, utilizando-se a própria excitação operacional como entrada para medição da resposta do sistema. A técnica clássica de Análise Modal Operacional NExT considera, para isso, que a excitação operacional do sistema seja um ruído branco. Esta técnica faz a consideração de que as funções de correlação obtidas de estruturas podem ser consideradas como funções de resposta ao impulso e então métodos tradicionais de identificação modal no domínio do tempo podem ser empregados. Entretanto, caso a excitação operacional contenha componentes harmônicos que se sobressaiam, estes podem ser confundidos como modos naturais do sistema. Neste trabalho é demonstrada que através da função densidade de probabilidade da banda estreita contendo o pico de um modo, é possível identifica-lo como natural ou operacional (proveniente da excitação operacional da estrutura). É apresentada também uma modificação no método de identificação modal Exponencial Complexa Mínimos Quadrados (LSCE), passando a considerar sinais harmônicos de freqüências conhecidas presentes na excitação operacional, em um ensaio utilizando a técnica NExT. Para validação desses métodos, utiliza-se um modelo teórico de parâmetros modais conhecidos analiticamente e como estudo de caso experimental, um sistema formado por uma viga bi-apoiada suportando um motor elétrico com desbalanceamento de massa.

VAR models and methods for monetary and health economics

Negli ultimi anni i modelli VAR sono diventati il principale strumento econometrico per verificare se può esistere una relazione tra le variabili e per valutare gli effetti delle politiche economiche. Questa tesi studia tre diversi approcci di identificazione a partire dai modelli VAR in forma ridotta (tra cui periodo di campionamento, set di variabili endogene, termini deterministici). Usiamo nel caso di modelli VAR il test di Causalità di Granger per verificare la capacità di una variabile di prevedere un altra, nel caso di cointegrazione usiamo modelli VECM per stimare congiuntamente i coefficienti di lungo periodo ed i coefficienti di breve periodo e nel caso di piccoli set di dati e problemi di overfitting usiamo modelli VAR bayesiani con funzioni di risposta di impulso e decomposizione della varianza, per analizzare l'effetto degli shock sulle variabili macroeconomiche. A tale scopo, gli studi empirici sono effettuati utilizzando serie storiche di dati specifici e formulando diverse ipotesi. Sono stati utilizzati tre modelli VAR: in primis per studiare le decisioni di politica monetaria e discriminare tra le varie teorie post-keynesiane sulla politica monetaria ed in particolare sulla cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015) e regola del GDP nominale in Area Euro (paper 1); secondo per estendere l'evidenza dell'ipotesi di endogeneità della moneta valutando gli effetti della cartolarizzazione delle banche sul meccanismo di trasmissione della politica monetaria negli Stati Uniti (paper 2); terzo per valutare gli effetti dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria in Italia in termini di implicazioni di politiche economiche (paper 3). La tesi è introdotta dal capitolo 1 in cui si delinea il contesto, la motivazione e lo scopo di questa ricerca, mentre la struttura e la sintesi, così come i principali risultati, sono descritti nei rimanenti capitoli. Nel capitolo 2 sono esaminati, utilizzando un modello VAR in differenze prime con dati trimestrali della zona Euro, se le decisioni in materia di politica monetaria possono essere interpretate in termini di una "regola di politica monetaria", con specifico riferimento alla cosiddetta "nominal GDP targeting rule" (McCallum 1988 Hall e Mankiw 1994; Woodford 2012). I risultati evidenziano una relazione causale che va dallo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo alle variazioni dei tassi di interesse di mercato a tre mesi. La stessa analisi non sembra confermare l'esistenza di una relazione causale significativa inversa dalla variazione del tasso di interesse di mercato allo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo. Risultati simili sono stati ottenuti sostituendo il tasso di interesse di mercato con il tasso di interesse di rifinanziamento della BCE. Questa conferma di una sola delle due direzioni di causalità non supporta un'interpretazione della politica monetaria basata sulla nominal GDP targeting rule e dà adito a dubbi in termini più generali per l'applicabilità della regola di Taylor e tutte le regole convenzionali della politica monetaria per il caso in questione. I risultati appaiono invece essere più in linea con altri approcci possibili, come quelli basati su alcune analisi post-keynesiane e marxiste della teoria monetaria e più in particolare la cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015). Queste linee di ricerca contestano la tesi semplicistica che l'ambito della politica monetaria consiste nella stabilizzazione dell'inflazione, del PIL reale o del reddito nominale intorno ad un livello "naturale equilibrio". Piuttosto, essi suggeriscono che le banche centrali in realtà seguono uno scopo più complesso, che è il regolamento del sistema finanziario, con particolare riferimento ai rapporti tra creditori e debitori e la relativa solvibilità delle unità economiche. Il capitolo 3 analizza l’offerta di prestiti considerando l’endogeneità della moneta derivante dall'attività di cartolarizzazione delle banche nel corso del periodo 1999-2012. Anche se gran parte della letteratura indaga sulla endogenità dell'offerta di moneta, questo approccio è stato adottato raramente per indagare la endogeneità della moneta nel breve e lungo termine con uno studio degli Stati Uniti durante le due crisi principali: scoppio della bolla dot-com (1998-1999) e la crisi dei mutui sub-prime (2008-2009). In particolare, si considerano gli effetti dell'innovazione finanziaria sul canale dei prestiti utilizzando la serie dei prestiti aggiustata per la cartolarizzazione al fine di verificare se il sistema bancario americano è stimolato a ricercare fonti più economiche di finanziamento come la cartolarizzazione, in caso di politica monetaria restrittiva (Altunbas et al., 2009). L'analisi si basa sull'aggregato monetario M1 ed M2. Utilizzando modelli VECM, esaminiamo una relazione di lungo periodo tra le variabili in livello e valutiamo gli effetti dell’offerta di moneta analizzando quanto la politica monetaria influisce sulle deviazioni di breve periodo dalla relazione di lungo periodo. I risultati mostrano che la cartolarizzazione influenza l'impatto dei prestiti su M1 ed M2. Ciò implica che l'offerta di moneta è endogena confermando l'approccio strutturalista ed evidenziando che gli agenti economici sono motivati ad aumentare la cartolarizzazione per una preventiva copertura contro shock di politica monetaria. Il capitolo 4 indaga il rapporto tra spesa pro capite sanitaria, PIL pro capite, indice di vecchiaia ed aspettativa di vita in Italia nel periodo 1990-2013, utilizzando i modelli VAR bayesiani e dati annuali estratti dalla banca dati OCSE ed Eurostat. Le funzioni di risposta d'impulso e la scomposizione della varianza evidenziano una relazione positiva: dal PIL pro capite alla spesa pro capite sanitaria, dalla speranza di vita alla spesa sanitaria, e dall'indice di invecchiamento alla spesa pro capite sanitaria. L'impatto dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria è più significativo rispetto alle altre variabili. Nel complesso, i nostri risultati suggeriscono che le disabilità strettamente connesse all'invecchiamento possono essere il driver principale della spesa sanitaria nel breve-medio periodo. Una buona gestione della sanità contribuisce a migliorare il benessere del paziente, senza aumentare la spesa sanitaria totale. Tuttavia, le politiche che migliorano lo stato di salute delle persone anziane potrebbe essere necessarie per una più bassa domanda pro capite dei servizi sanitari e sociali.

Identificação de sistemas para o estudo de controle motor.

Qualquer tarefa motora ativa se dá pela ativação de uma população de unidades motoras. Porém, devido a diversas dificuldades, tanto técnicas quanto éticas, não é possível medir a entrada sináptica dos motoneurônios em humanos. Por essas razões, o uso de modelos computacionais realistas de um núcleo de motoneurônios e as suas respectivas fibras musculares tem um importante papel no estudo do controle humano dos músculos. Entretanto, tais modelos são complexos e uma análise matemática é difícil. Neste texto é apresentada uma abordagem baseada em identificação de sistemas de um modelo realista de um núcleo de unidades motoras, com o objetivo de obter um modelo mais simples capaz de representar a transdução das entradas do núcleo de unidades motoras na força do músculo associado ao núcleo. A identificação de sistemas foi baseada em um algoritmo de mínimos quadrados ortogonal para achar um modelo NARMAX, sendo que a entrada considerada foi a condutância sináptica excitatória dendrítica total dos motoneurônios e a saída foi a força dos músculos produzida pelo núcleo de unidades motoras. O modelo identificado reproduziu o comportamento médio da saída do modelo computacional realista, mesmo para pares de sinal de entrada-saída não usados durante o processo de identificação do modelo, como sinais de força muscular modulados senoidalmente. Funções de resposta em frequência generalizada do núcleo de motoneurônios foram obtidas do modelo NARMAX, e levaram a que se inferisse que oscilações corticais na banda-beta (20 Hz) podem influenciar no controle da geração de força pela medula espinhal, comportamento do núcleo de motoneurônios até então desconhecido.

Price discovery for Chinese shares cross-listed in multiple markets

In this article we study the relationship between security returns cross-listed on the A share market of China and the H share market at the Stock Exchange of Hong Kong (SEHK). Most of these securities are also cross-listed on other markets. An important feature of this article is that we focus on the multilateral relationships between all cross-listed markets rather than concentrating only on the bi-lateral relationship between A and Hong Kong H shares. Using the impulse response functions and the variance decompositions from a Vector Autoregressive (VAR) process we show that the returns to the A share market are almost exclusively determined by domestic factors. In contrast, we find that the H share market is influenced by both the A share market within China and foreign stock markets elsewhere in the world. Impulse response functions suggest that innovations to the A share market and the Hong Kong H share market are partly transmitted to each other and to stock markets outside China. We show that liquidity has an important role to play in determining the impact that the home market has on cross-listed variance decompositions. © 2012 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

Realized Matrix-Exponential Stochastic Volatility with Asymmetry, Long Memory and Spillovers

The paper develops a novel realized matrix-exponential stochastic volatility model of multivariate returns and realized covariances that incorporates asymmetry and long memory (hereafter the RMESV-ALM model). The matrix exponential transformation guarantees the positivedefiniteness of the dynamic covariance matrix. The contribution of the paper ties in with Robert Basmann’s seminal work in terms of the estimation of highly non-linear model specifications (“Causality tests and observationally equivalent representations of econometric models”, Journal of Econometrics, 1988, 39(1-2), 69–104), especially for developing tests for leverage and spillover effects in the covariance dynamics. Efficient importance sampling is used to maximize the likelihood function of RMESV-ALM, and the finite sample properties of the quasi-maximum likelihood estimator of the parameters are analysed. Using high frequency data for three US financial assets, the new model is estimated and evaluated. The forecasting performance of the new model is compared with a novel dynamic realized matrix-exponential conditional covariance model. The volatility and co-volatility spillovers are examined via the news impact curves and the impulse response functions from returns to volatility and co-volatility.

Economic growth and public and private investment returns

We study the macroeconomic effects of public and private investment in 17 OECD economies through a VAR analysis with annual data from 1960 to 2014. From impulse response functions we find that public investment had a positive growth effect in most countries, and a contractionary effect in Finland, UK, Sweden, Japan, and Canada. Public investment led to private investment crowding out in Belgium, Ireland, Finland, Canada, Sweden, the UK and crowding-in effects in the rest of the countries. Private investment has a positive growth effect in all countries; crowds-out (crowds-in) public investment in Belgium and Sweden (in the rest of the countries). The partial rates of return of public and private investment are mostly positive.

Macroeconomic rates of return of public and private investment : crowding-in and crowding-out effects

Using annual data from 14 European Union countries, plus Canada, Japan and the United States, we evaluate the macroeconomic effects of public and private investment through VAR analysis. From impulse response functions, we are able to assess the extent of crowding-in or crowding-out of both components of investment. We also compute the associated macroeconomic rates of return of public and private investment for each country. The results point mostly to the existence of positive effects of public investment and private investment on output. On the other hand, the crowding-in effects of public investment on private investment vary across countries, while the crowding-in effect of private investment on public investment is more generalised.

The fiscal consequences of deflation : evidence from the golden age of globalization

We study the fiscal consequences of deflation on a panel of 17 economies in the first wave of globalization, between 1870 and 1914. By means of impulse response analyses and panel regressions, we find that a 1 percent fall in the price level leads to an increase in the public debt ratio of about 0.23- 0.32 pp. and accounting for trade openness, monetary policy and the exchange rate raises the absolute value of the coefficient on deflation. Moreover, the public debt ratio increases when deflation is also associated with a period of economic recession. For government revenue, lagged deflation comes out with a statistically significant negative coefficient, while government primary expenditure seems relatively invariant to changes in prices.

Response theory for equilibrium and non-equilibrium statistical mechanics: causality and generalized Kramers-Kronig relations

We consider the general response theory recently proposed by Ruelle for describing the impact of small perturbations to the non-equilibrium steady states resulting from Axiom A dynamical systems. We show that the causality of the response functions entails the possibility of writing a set of Kramers-Kronig (K-K) relations for the corresponding susceptibilities at all orders of nonlinearity. Nonetheless, only a special class of directly observable susceptibilities obey K-K relations. Specific results are provided for the case of arbitrary order harmonic response, which allows for a very comprehensive K-K analysis and the establishment of sum rules connecting the asymptotic behavior of the harmonic generation susceptibility to the short-time response of the perturbed system. These results set in a more general theoretical framework previous findings obtained for optical systems and simple mechanical models, and shed light on the very general impact of considering the principle of causality for testing self-consistency: the described dispersion relations constitute unavoidable benchmarks that any experimental and model generated dataset must obey. The theory exposed in the present paper is dual to the time-dependent theory of perturbations to equilibrium states and to non-equilibrium steady states, and has in principle similar range of applicability and limitations. In order to connect the equilibrium and the non equilibrium steady state case, we show how to rewrite the classical response theory by Kubo so that response functions formally identical to those proposed by Ruelle, apart from the measure involved in the phase space integration, are obtained. These results, taking into account the chaotic hypothesis by Gallavotti and Cohen, might be relevant in several fields, including climate research. In particular, whereas the fluctuation-dissipation theorem does not work for non-equilibrium systems, because of the non-equivalence between internal and external fluctuations, K-K relations might be robust tools for the definition of a self-consistent theory of climate change.