The aim of this study is to investigate whether repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) targeted to a specific site in the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), with a neuro-navigational method based on structural MRI, would be more effective than rTMS applied using the standard localization technique. Fifty-one patients with treatment-resistant depression were randomized to receive a 3-week course (with a potential 1-week extension) of high-frequency (10 Hz) left-sided rTMS. Thirty trains (5 s duration) were applied daily 5 days per week at 100% of the resting motor threshold. Treatment was targeted with either the standard 5 cm technique (n=27) or using a neuro-navigational approach (n=24). This involved localizing the scalp location that corresponds to a specific site at the junction of Brodmann areas 46 and 9 in the DLPFC based on each individual subject's MRI scan. There was an overall significant reduction in the Montgomery–Asberg Depression Rating Scale scores over the course of the trial, and a better outcome in the targeted group compared with the standard localization group at 4 weeks (p=0.02). Significant differences were also found on secondary outcome variables. The use of neuro-navigational methods to target a specific DLPFC site appears to enhance response to rTMS treatment in depression. Further research is required to confirm this in larger samples, or to establish whether an alternate method based on surface anatomy, including measurement from motor cortex, can be substituted for the standard 5 cm method.

Abstract White matter bundle segmentation using diffusion MRI fiber tractography has become the method of choice to identify white matter fiber pathways in vivo in human brains. However, like other analyses of complex data, there is considerable variability in segmentation protocols and techniques. This can result in different reconstructions of the same intended white matter pathways, which directly affects tractography results, quantification, and interpretation. In this study, we aim to evaluate and quantify the variability that arises from different protocols for bundle segmentation. Through an open call to users of fiber tractography, including anatomists, clinicians, and algorithm developers, 42 independent teams were given processed sets of human whole-brain streamlines and asked to segment 14 white matter fascicles on six subjects. In total, we received 57 different bundle segmentation protocols, which enabled detailed volume-based and streamline-based analyses of agreement and disagreement among protocols for each fiber pathway. Results show that even when given the exact same sets of underlying streamlines, the variability across protocols for bundle segmentation is greater than all other sources of variability in the virtual dissection process, including variability within protocols and variability across subjects. In order to foster the use of tractography bundle dissection in routine clinical settings, and as a fundamental analytical tool, future endeavors must aim to resolve and reduce this heterogeneity. Although external validation is needed to verify the anatomical accuracy of bundle dissections, reducing heterogeneity is a step towards reproducible research and may be achieved through the use of standard nomenclature and definitions of white matter bundles and well-chosen constraints and decisions in the dissection process.