Colligation and Cross Moment-Based Approaches for Independent Component Analysis

Diplomityössä on käsitelty uudenlaisia menetelmiä riippumattomien komponenttien analyysiin(ICA): Menetelmät perustuvat colligaatioon ja cross-momenttiin. Colligaatio menetelmä perustuu painojen colligaatioon. Menetelmässä on käytetty kahden tyyppisiä todennäköisyysjakaumia yhden sijasta joka perustuu yleiseen itsenäisyyden kriteeriin. Työssä on käytetty colligaatio lähestymistapaa kahdella asymptoottisella esityksellä. Gram-Charlie ja Edgeworth laajennuksia käytetty arvioimaan todennäköisyyksiä näissä menetelmissä. Työssä on myös käytetty cross-momentti menetelmää joka perustuu neljännen asteen cross-momenttiin. Menetelmä on hyvin samankaltainen FastICA algoritmin kanssa. Molempia menetelmiä on tarkasteltu lineaarisella kahden itsenäisen muuttajan sekoituksella. Lähtö signaalit ja sekoitetut matriisit ovattuntemattomia signaali lähteiden määrää lukuunottamatta. Työssä on vertailtu colligaatio menetelmään ja sen modifikaatioita FastICA:an ja JADE:en. Työssä on myös tehty vertailu analyysi suorituskyvyn ja keskusprosessori ajan suhteen cross-momenttiin perustuvien menetelmien, FastICA:n ja JADE:n useiden sekoitettujen parien kanssa.

Bootstrapping high frequency data

Nous développons dans cette thèse, des méthodes de bootstrap pour les données financières de hautes fréquences. Les deux premiers essais focalisent sur les méthodes de bootstrap appliquées à l’approche de "pré-moyennement" et robustes à la présence d’erreurs de microstructure. Le "pré-moyennement" permet de réduire l’influence de l’effet de microstructure avant d’appliquer la volatilité réalisée. En se basant sur cette ap- proche d’estimation de la volatilité intégrée en présence d’erreurs de microstructure, nous développons plusieurs méthodes de bootstrap qui préservent la structure de dépendance et l’hétérogénéité dans la moyenne des données originelles. Le troisième essai développe une méthode de bootstrap sous l’hypothèse de Gaussianité locale des données financières de hautes fréquences. Le premier chapitre est intitulé: "Bootstrap inference for pre-averaged realized volatility based on non-overlapping returns". Nous proposons dans ce chapitre, des méthodes de bootstrap robustes à la présence d’erreurs de microstructure. Particulièrement nous nous sommes focalisés sur la volatilité réalisée utilisant des rendements "pré-moyennés" proposés par Podolskij et Vetter (2009), où les rendements "pré-moyennés" sont construits sur des blocs de rendements à hautes fréquences consécutifs qui ne se chevauchent pas. Le "pré-moyennement" permet de réduire l’influence de l’effet de microstructure avant d’appliquer la volatilité réalisée. Le non-chevauchement des blocs fait que les rendements "pré-moyennés" sont asymptotiquement indépendants, mais possiblement hétéroscédastiques. Ce qui motive l’application du wild bootstrap dans ce contexte. Nous montrons la validité théorique du bootstrap pour construire des intervalles de type percentile et percentile-t. Les simulations Monte Carlo montrent que le bootstrap peut améliorer les propriétés en échantillon fini de l’estimateur de la volatilité intégrée par rapport aux résultats asymptotiques, pourvu que le choix de la variable externe soit fait de façon appropriée. Nous illustrons ces méthodes en utilisant des données financières réelles. Le deuxième chapitre est intitulé : "Bootstrapping pre-averaged realized volatility under market microstructure noise". Nous développons dans ce chapitre une méthode de bootstrap par bloc basée sur l’approche "pré-moyennement" de Jacod et al. (2009), où les rendements "pré-moyennés" sont construits sur des blocs de rendements à haute fréquences consécutifs qui se chevauchent. Le chevauchement des blocs induit une forte dépendance dans la structure des rendements "pré-moyennés". En effet les rendements "pré-moyennés" sont m-dépendant avec m qui croît à une vitesse plus faible que la taille d’échantillon n. Ceci motive l’application d’un bootstrap par bloc spécifique. Nous montrons que le bloc bootstrap suggéré par Bühlmann et Künsch (1995) n’est valide que lorsque la volatilité est constante. Ceci est dû à l’hétérogénéité dans la moyenne des rendements "pré-moyennés" au carré lorsque la volatilité est stochastique. Nous proposons donc une nouvelle procédure de bootstrap qui combine le wild bootstrap et le bootstrap par bloc, de telle sorte que la dépendance sérielle des rendements "pré-moyennés" est préservée à l’intérieur des blocs et la condition d’homogénéité nécessaire pour la validité du bootstrap est respectée. Sous des conditions de taille de bloc, nous montrons que cette méthode est convergente. Les simulations Monte Carlo montrent que le bootstrap améliore les propriétés en échantillon fini de l’estimateur de la volatilité intégrée par rapport aux résultats asymptotiques. Nous illustrons cette méthode en utilisant des données financières réelles. Le troisième chapitre est intitulé: "Bootstrapping realized covolatility measures under local Gaussianity assumption". Dans ce chapitre nous montrons, comment et dans quelle mesure on peut approximer les distributions des estimateurs de mesures de co-volatilité sous l’hypothèse de Gaussianité locale des rendements. En particulier nous proposons une nouvelle méthode de bootstrap sous ces hypothèses. Nous nous sommes focalisés sur la volatilité réalisée et sur le beta réalisé. Nous montrons que la nouvelle méthode de bootstrap appliquée au beta réalisé était capable de répliquer les cummulants au deuxième ordre, tandis qu’il procurait une amélioration au troisième degré lorsqu’elle est appliquée à la volatilité réalisée. Ces résultats améliorent donc les résultats existants dans cette littérature, notamment ceux de Gonçalves et Meddahi (2009) et de Dovonon, Gonçalves et Meddahi (2013). Les simulations Monte Carlo montrent que le bootstrap améliore les propriétés en échantillon fini de l’estimateur de la volatilité intégrée par rapport aux résultats asymptotiques et les résultats de bootstrap existants. Nous illustrons cette méthode en utilisant des données financières réelles.

Orthogonal gamma-based expansions for volatility option prices under jump-diffusion dynamics

In my work I derive closed-form pricing formulas for volatility based options by suitably approximating the volatility process risk-neutral density function. I exploit and adapt the idea, which stands behind popular techniques already employed in the context of equity options such as Edgeworth and Gram-Charlier expansions, of approximating the underlying process as a sum of some particular polynomials weighted by a kernel, which is typically a Gaussian distribution. I propose instead a Gamma kernel to adapt the methodology to the context of volatility options. VIX vanilla options closed-form pricing formulas are derived and their accuracy is tested for the Heston model (1993) as well as for the jump-diffusion SVJJ model proposed by Duffie et al. (2000).

Considerações sobre a Tradução de Literatura Infanto-Juvenil: “Lazy Lawrence” de Maria Edgeworth

Esta dissertação de Mestrado em Tradução pretende, através da análise da tradução de um texto cultural e temporalmente distante – “Lazy Lawrence” (1796), da autoria de Maria Edgeworth, – reflectir sobre a tradução de literatura infanto-juvenil, partindo de alguns pressupostos teóricos. Despertar um texto, com estas características, abre espaço para formular múltiplas hipóteses e retirar algumas conclusões. Na primeira parte, é apresentada a autora em estudo, Maria Edgeworth, seguindo-se uma incursão pela sua obra. Num segundo momento, tecem-se considerações sobre a literatura infanto-juvenil e a sua tradução. Na terceira parte, são apresentadas algumas perspectivas teóricas sobre a tradução, abrindo espaço à reflexão, a partir de uma análise da tradução do conto “Lazy Lawrence”, apontando e descrevendo algumas das opções tomadas, as quais procuram demonstrar as múltiplas questões que se colocam a um tradutor quando tem de lidar com um texto, temporal e culturalmente, afastado da cultura de chegada.

Human and murine clonal CD8+ T cell expansions arise during tuberculosis because of TCR selection

The immune system can recognize virtually any antigen, yet T cell responses against several pathogens, including Mycobacterium tuberculosis, are restricted to a limited number of immunodominant epitopes. The host factors that affect immunodominance are incompletely understood. Whether immunodominant epitopes elicit protective CD8+ T cell responses or instead act as decoys to subvert immunity and allow pathogens to establish chronic infection is unknown. Here we show that anatomically distinct human granulomas contain clonally expanded CD8+ T cells with overlapping T cell receptor (TCR) repertoires. Similarly, the murine CD8+ T cell response against M. tuberculosis is dominated by TB10.44-11-specific T cells with extreme TCRß bias. Using a retro genic model of TB10.44-11-specific CD8+ Tcells, we show that TCR dominance can arise because of competition between clonotypes driven by differences in affinity. Finally, we demonstrate that TB10.4-specific CD8+ T cells mediate protection against tuberculosis, which requires interferon-? production and TAP1-dependent antigen presentation in vivo. Our study of how immunodominance, biased TCR repertoires, and protection are inter-related, provides a new way to measure the quality of T cell immunity, which if applied to vaccine evaluation, could enhance our understanding of how to elicit protective T cell immunity.

Approximations and asymptotic expansions for sums of heavy-tailed random variables

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2015

Oligoclonal expansions in the CD8(+)CD28(-) T cells largely explain the shorter telomeres detected in this subset: analysis by flow FISH.

We have previously reported that CD8(+)CD28(-) T cells have relatively shorter telomeres compared with CD8(+)CD28(+) T cells. Oligoclonal expansion is a common feature of CD8(+) T cells in human peripheral blood, and these expansions predominantly occur in the CD57(+)/CD28(-) population. We studied the telomere length in subsets of CD8(+) T cells using quantitative fluorescence in situ hybridization and flow cytometry (flow FISH). Our results confirm that CD8(+)CD28(-) T cells have shorter telomeres as compared with their CD28(+) counterpart cells. In addition, the oligoclonally expanded cells within the CD8(+)CD28(-) T cell subset generally have even shorter telomeres than the CD28(-) subset as a whole. We conclude that the presence of clonal expansions in the CD8(+)CD28(-) T cell population largely explain the shorter telomeres in this subset. These clonally expanded CD8(+)CD28(-) T cells generally have characteristics of terminally differentiated effector cells. Nevertheless, there is considerable individual variation in the degree of telomere shortening in these cells, which may reflect host genetic factors as well as the type and timing of the antigenic exposure.

Perturbation expansions of multilocus fixation probabilities for frequency-dependent selection with applications to the Hill-Robertson effect and to the joint evolution of helping and punishment.

Natural populations are of finite size and organisms carry multilocus genotypes. There are, nevertheless, few results on multilocus models when both random genetic drift and natural selection affect the evolutionary dynamics. In this paper we describe a formalism to calculate systematic perturbation expansions of moments of allelic states around neutrality in populations of constant size. This allows us to evaluate multilocus fixation probabilities (long-term limits of the moments) under arbitrary strength of selection and gene action. We show that such fixation probabilities can be expressed in terms of selection coefficients weighted by mean first passages times of ancestral gene lineages within a single ancestor. These passage times extend the coalescence times that weight selection coefficients in one-locus perturbation formulas for fixation probabilities. We then apply these results to investigate the Hill-Robertson effect and the coevolution of helping and punishment. Finally, we discuss limitations and strengths of the perturbation approach. In particular, it provides accurate approximations for fixation probabilities for weak selection regimes only (Ns < or = 1), but it provides generally good prediction for the direction of selection under frequency-dependent selection.

Nuclear relaxation contribution to static and dynamic (infinite frequency approximation) nonlinear optical properties by means of electrical property expansions: Application to HF, CH4, CF4, and SF6

Electrical property derivative expressions are presented for the nuclear relaxation contribution to static and dynamic (infinite frequency approximation) nonlinear optical properties. For CF4 and SF6, as opposed to HF and CH4, a term that is quadratic in the vibrational anharmonicity (and not previously evaluated for any molecule) makes an important contribution to the static second vibrational hyperpolarizability of CF4 and SF6. A comparison between calculated and experimental values for the difference between the (anisotropic) Kerr effect and electric field induced second-harmonic generation shows that, at the Hartree-Fock level, the nuclear relaxation/infinite frequency approximation gives the correct trend (in the series CH4, CF4, SF6) but is of the order of 50% too small

Approximation of quadratic irrationals and their pierce expansions

In this article two aims are pursued: on the one hand, to present arapidly converging algorithm for the approximation of square roots; on theother hand and based on the previous algorithm, to find the Pierce expansionsof a certain class of quadratic irrationals as an alternative way to themethod presented in 1984 by J.O. Shallit; we extend the method to findalso the Pierce expansions of quadratic irrationals of the form $2 (p-1)(p - \sqrt{p^2 - 1})$ which are not covered in Shallit's work.

Canonical formalism for path dependent Lagrangians. Coupling constant expansions

A canonical formalism obtained for path-dependent Lagrangians is applied to Fokker-type Lagrangians. The results are specialized for coupling constant expansions and later on are applied to relativistic systems of particles interacting through symmetric scalar and vector mesodynamics and electrodynamics.

Variational localized-site cluster expansions. X. Dimerization in linear Heisenberg chains

Ground-state instability to bond alternation in long linear chains is considered from the point of view of valence-bond (VB) theory. This instability is viewed as the consequence of a long-range order (LRO) which is expected if the ground state is reasonably described in terms of the Kekulé states (with nearest-neighbor singlet pairing). It is argued that the bond alternation and associated LRO predicted by this simple, VB picture is retained for certain linear Heisenberg models; many-body VB calculations on spin s=1 / 2 and s=1 chains are carried out in a test of this argument.

Space Competition and Time Delays in Human Range Expansions. Application to the Neolithic Transition

Space competition effects are well-known in many microbiological and ecological systems. Here we analyze such an effectin human populations. The Neolithic transition (change from foraging to farming) was mainly the outcome of a demographic process that spread gradually throughout Europe from the Near East. In Northern Europe, archaeological data show a slowdown on the Neolithic rate of spread that can be related to a high indigenous (Mesolithic) population density hindering the advance as a result of the space competition between the two populations. We measure this slowdown from a database of 902 Early Neolithic sites and develop a time-delayed reaction-diffusion model with space competition between Neolithic and Mesolithic populations, to predict the observed speeds. The comparison of the predicted speed with the observations and with a previous non-delayed model show that both effects, the time delay effect due to the generation lag and the space competition between populations, are crucial in order to understand the observations