The objective of this work was to study the impact of repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS) on the EEG connectivity evaluated by indices based on graph theory, derived from Directed Transfer Function (DTF), in patients with major depressive disorder (MDD) or with bipolar disorder (BD). The results showed the importance of beta and gamma rhythms. The indices density, degree and clustering coefficient increased in MDD responders in beta and gamma bands after rTMS. Interestingly, the density and the degree changed in theta band in both groups of nonresponders (decreased in MDD nonresponders but increased in BD nonresponders). Moreover, both indices of integration (the characteristic path length and the global efficiency) as well as the clustering coefficient increased in BD nonresponders for gamma band. In BD responders, the activity increased in the frontal lobe, mainly in the left hemisphere, while in MDD responders in the central posterior part of brain. The fronto-posterior asymmetry decreased in both groups of responders in delta and beta bands. Changes in inter-hemispheric asymmetry were found only in BD nonresponders in all bands, except gamma band. Comparison between groups showed that the degree increased in delta band independently on disease (BD, MDD). These preliminary results showed that the DTF may be a useful marker allowing for evaluation of effectiveness of the rTMS therapy as well for group differentiation between MDD and BD considering separately groups of responders and nonresponders. However, further investigation should be performed over larger groups of patients to confirmed our findings.

中文翻译：

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基于图论的定向传递函数和指数评价重复经颅磁刺激对重度抑郁症和双相情感障碍功能连接的影响

这项工作的目的是研究重复经颅磁刺激 (rTMS) 对通过基于图论的指数评估的脑电图连通性的影响，该指数源自定向传递函数 (DTF)，在患有重度抑郁症 (MDD) 或患有重度抑郁症的患者中双相情感障碍（BD）。结果显示了β和γ节律的重要性。在 rTMS 后，MDD 响应者的 β 和 γ 波段的指数密度、度数和聚类系数增加。有趣的是，两组无反应者的 theta 带的密度和程度都发生了变化（MDD 无反应者降低，而 BD 无反应者增加）。此外，对于伽马波段的 BD 无反应者，积分指数（特征路径长度和全局效率）以及聚类系数都增加了。在 BD 响应者中，额叶的活动增加，主要是在左半球，而在大脑中后部的 MDD 反应者中。在 delta 和 beta 波段的两组响应者中，前后不对称性均有所下降。仅在所有波段的 BD 无反应者中发现了半球间不对称性的变化，除了伽马波段。组间比较表明，δ带的程度增加独立于疾病（BD，MDD）。这些初步结果表明，DTF 可能是一个有用的标志物，可用于评估 rTMS 治疗的有效性以及 MDD 和 BD 之间的群体区分，分别考虑响应者和非响应者组。然而，应该对更大的患者群体进行进一步的调查以证实我们的发现。主要在左半球，而在大脑中后部的 MDD 反应者中。在 delta 和 beta 波段的两组响应者中，前后不对称性均有所下降。仅在所有波段的 BD 无反应者中发现了半球间不对称性的变化，除了伽马波段。组间比较表明，δ带的程度增加独立于疾病（BD，MDD）。这些初步结果表明，DTF 可能是一个有用的标志物，可用于评估 rTMS 治疗的有效性以及 MDD 和 BD 之间的群体区分，分别考虑响应者和非响应者组。然而，应该对更大的患者群体进行进一步的调查以证实我们的发现。主要在左半球，而在大脑中后部的 MDD 反应者中。在 delta 和 beta 波段的两组响应者中，前后不对称性均有所下降。仅在所有波段的 BD 无反应者中发现了半球间不对称性的变化，除了伽马波段。组间比较表明，δ带的程度增加独立于疾病（BD，MDD）。这些初步结果表明，DTF 可能是一个有用的标志物，可用于评估 rTMS 治疗的有效性以及 MDD 和 BD 之间的群体区分，分别考虑响应者和非响应者组。然而，应该对更大的患者群体进行进一步的调查以证实我们的发现。在 delta 和 beta 波段的两组响应者中，前后不对称性均有所下降。仅在所有波段的 BD 无反应者中发现了半球间不对称性的变化，除了伽马波段。组间比较表明，δ带的程度增加独立于疾病（BD，MDD）。这些初步结果表明，DTF 可能是一个有用的标志物，可用于评估 rTMS 治疗的有效性以及 MDD 和 BD 之间的群体区分，分别考虑响应者和非响应者组。然而，应该对更大的患者群体进行进一步的调查以证实我们的发现。在 delta 和 beta 波段的两组响应者中，前后不对称性均有所下降。仅在所有波段的 BD 无反应者中发现了半球间不对称性的变化，除了伽马波段。组间比较表明，δ带的程度增加独立于疾病（BD，MDD）。这些初步结果表明，DTF 可能是一个有用的标志物，可用于评估 rTMS 治疗的有效性以及 MDD 和 BD 之间的群体区分，分别考虑响应者和非响应者组。然而，应该对更大的患者群体进行进一步的调查以证实我们的发现。组间比较表明，δ带的程度增加独立于疾病（BD，MDD）。这些初步结果表明，DTF 可能是一个有用的标志物，可用于评估 rTMS 治疗的有效性以及 MDD 和 BD 之间的群体区分，分别考虑响应者和非响应者组。然而，应该对更大的患者群体进行进一步的调查以证实我们的发现。组间比较表明，δ带的程度增加独立于疾病（BD，MDD）。这些初步结果表明，DTF 可能是一个有用的标志物，可用于评估 rTMS 治疗的有效性以及 MDD 和 BD 之间的群体区分，分别考虑响应者和非响应者组。然而，应该对更大的患者群体进行进一步的调查以证实我们的发现。