PageRank and Regression as a Two-Step Approach to Analysing a Network of Nasdaq Firms During a Recession: Insights from Minimum Spanning Tree Topology

Występowanie wpływowych firm oddziałujących na cały rynek akcji zostało potwierdzone w wielu badaniach bazujących na topologii minimalnych drzew rozpinających. Historycznie, centralne firmy były identyfikowane przede wszystkich na podstawie centralności stopniowej wierzchołków. Niniejszy artykuł przedstawia alternatywną metodę selekcji, stanowiącą połączenie wyników PageRank i klas modularności, która pozwala wyeliminować remisy w rankingach podczas selekcji określonej liczby wierzchołków. Wykorzystano analizę sieciową na podstawie centralności PageRank połączoną z analizą regresji, aby zidentyfikować wpływowe firmy w indeksie Nasdaq-100 podczas trzech ostatnich recesji w Stanach Zjednoczonych. Wykazano zasadność oraz odporność zaproponowanego dwuetapowego podejścia łączącego minimalne drzewa rozpinające z autorską metodą selekcji, które tłumaczy ponad 90% dynamiki indeksu Nasdaq-100. Analiza zidentyfikowała istotne zmiany w topologii podczas globalnego kryzysu finansowego (rola CSCO jako firmy centralnej) oraz pandemii COVID-19 (wspólne ruchy akcji).

The presence of focal firms driving entire stock markets has been proven by a series of existing studies that relied on the topological properties of minimum spanning trees. Historically, central firms have been identified primarily based on the degree centrality of nodes. This article proposes an alternative selection method, combining PageRank scores and modularity classes, which does away with the problem of ties in rankings when selecting a specific number of nodes. We use PageRank-based network analysis along with regression analysis to identify focal firms in the Nasdaq-100 index during the three most significant recent recessions in the United States. This approach validates and robustly supports our two-step method, showing that the combination of minimum spanning trees and our selection method explains over 90% of the Nasdaq-100 index’s dynamics. The analysis identified significant topological changes during the global financial crisis (with CSCO emerging as the star firm) and the COVID-19 pandemic (exhibiting strong market co-movements).