ABOUT THE SPEAKER
David Brenner - Radiation scientist
We are decidedly losing the war against superbugs, and with a projected annual death toll by 2050 of 10 million people. David Brenner would like to stop that.

Why you should listen

David Brenner directs the Center for Radiological Research at Columbia University Medical Center in New York City and has numerous distinctions within his field such as the Oxford University Weldon Prize and the Radiation Research Society Failla Gold Medal Award. Founded by a student of Marie Curie more than a century ago, the Center for Radiological Research is committed to exploiting all forms of radiation to improve medical care.

As Brenner sees it, radiation is very much a two-edged sword -- used in the right way it has revolutionized modern medicine, such as through CT scans and as a cure for many cancers. But radiation used in the wrong way can be harmful. To maximize the benefits of the many different types of radiation, we need to understand exactly how they affect us, from our DNA to the whole person.

Over the past six years, Brenner and his team have applied this idea in working towards a safe way to kill drug-resistant bacteria such as MRSA, as well as airborne microbes such as influenza and TB, using a unique type of ultra-violet light, known as far-UVC.

In short, it is pure physics -- far-UVC light is safe for us because it cannot even penetrate through the dead-cell layer on the surface of our skin or the tear layer on the surface of our eyes. But because bacteria and viruses are physically very small, far-UVC light does have enough penetration to efficiently kill them.

Brenner envisions a wide range of applications for this new weapon in the war against superbugs, such as in operating rooms during surgery to minimize the risk of surgical site infections, in schools to prevent the spread of influenza or measles, in shelters to prevent the spread of TB, or in airplanes and airports to prevent the global spread of viruses like H1N1.

More profile about the speaker
David Brenner | Speaker | TED.com
TED2017

David Brenner: A new weapon in the fight against superbugs

David Brenner: Uma nova arma na luta contra as superbactérias

Filmed:
1,239,621 views

Desde que o uso comum de antibióticos começou nos anos de 1940, tentamos criar novos remédios que sejam mais velozes do que a evolução da bactéria -- mas essa estratégia não está funcionando. Bactérias resistentes a medicamentos, conhecidas como superbactérias, mataram quase 700 mil pessoas ano passado, e até 2050 esse número pode chegar a 10 milhões -- mais do que o câncer a cada ano. A física pode ajudar? Numa palestra sobre as fronteira da ciência, o cientista de radiação David Brenner compartilha seus estudos sobre uma arma que potencialmente salvará vidas: um comprimento de onda de luz ultravioleta conhecido como "far-UVC", que consegue matar as superbactérias de forma segura, sem penetrar em nossa pele. Seguida por uma entrevista com o curador TED, Chris Anderson.
- Radiation scientist
We are decidedly losing the war against superbugs, and with a projected annual death toll by 2050 of 10 million people. David Brenner would like to stop that. Full bio

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00:13
So ... we're in a real live war
at the moment,
0
1928
4065
Então... estamos em guerra no momento,
00:18
and it's a war that we're truly losing.
1
6017
2414
uma guerra que estamos perdendo.
00:20
It's a war on superbugs.
2
8970
1845
Uma guerra contra as superbactérias.
00:25
So you might wonder,
3
13692
1831
Vocês devem estar se perguntando:
já que vou falar sobre as superbactérias,
00:27
if I'm going to talk about superbugs,
4
15547
2058
00:29
why I'm showing you a photograph
of some soccer fans --
5
17629
4232
por que estou mostrando uma foto
de torcedores de futebol?
00:33
Liverpool soccer fans
celebrating a famous victory
6
21885
3221
São torcedores do Liverpool,
celebrando uma famosa vitória
00:37
in Istanbul, a decade ago.
7
25130
2102
em Istambul, há uma década.
00:40
In the back, in the red shirt,
8
28233
2160
Lá atrás, de camisa vermelha,
00:42
well, that's me,
9
30417
1587
estou eu,
00:44
and next to me in the red hat,
that's my friend Paul Rice.
10
32028
4531
e do meu lado, de chapéu vermelho,
está o meu amigo Paul Rice.
00:49
So a couple of years
after this picture was taken,
11
37168
3422
Alguns anos depois desta foto,
00:52
Paul went into hospital
for some minor surgery,
12
40614
3837
Paul foi ao hospital fazer
uma pequena cirurgia,
00:56
and he developed
a superbug-related infection,
13
44475
4273
acabou pegando uma infecção
relacionada às superbactérias
01:00
and he died.
14
48772
1304
e morreu.
01:02
And I was truly shocked.
15
50425
2749
Fiquei muito chocado.
01:05
He was a healthy guy in the prime of life.
16
53198
2414
Ele era uma cara saudável no auge da vida.
01:08
So there and then,
17
56535
1369
Então, naquele momento,
01:09
and actually with a lot of encouragement
from a couple of TEDsters,
18
57928
3556
e com muito encorajamento
de alguns TEDsters,
01:13
I declared my own
personal war on superbugs.
19
61508
3211
declarei guerra pessoal às superbactérias.
01:18
So let's talk about superbugs
for a moment.
20
66365
2346
Vamos falar das superbactérias
por um momento.
01:20
The story actually starts in the 1940s
21
68735
3384
A história começa nos anos 1940
01:24
with the widespread
introduction of antibiotics.
22
72143
3071
com a difusão do uso de antibióticos.
01:27
And since then,
23
75925
1399
E desde então,
01:29
drug-resistant bacteria
have continued to emerge,
24
77348
4536
as bactérias resistentes a remédios
continuaram a surgir,
01:33
and so we've been forced to develop
newer and newer drugs
25
81908
3421
e fomos forçados a criar remédios
cada vez mais novos
01:37
to fight these new bacteria.
26
85353
1872
para lutar com essas novas bactérias.
01:40
And this vicious cycle
actually is the origin of superbugs,
27
88061
5895
E esse ciclo vicioso deu
origem às superbactérias,
01:45
which is simply bacteria
for which we don't have effective drugs.
28
93980
4434
que simplesmente são bactérias
para as quais não há remédios efetivos.
01:51
I'm sure you'll recognize
at least some of these superbugs.
29
99474
3554
Tenho certeza que vocês
reconhecerão algumas dessas.
01:55
These are the more
common ones around today.
30
103052
2364
São as mais comuns hoje em dia.
01:58
Last year, around 700,000 people died
31
106158
4447
Ano passado, morreram
cerca de 700 mil pessoas
02:02
from superbug-related diseases.
32
110629
2740
devido a doenças relacionadas
às superbactérias.
02:05
Looking to the future,
33
113983
3309
Olhando para o futuro,
02:09
if we carry on on the path we're going,
34
117316
3136
se continuarmos nesse mesmo caminho,
02:12
which is basically a drugs-based
approach to the problem,
35
120476
3626
que é basicamente uma abordagem
através do uso de medicamentos,
02:16
the best estimate
by the middle of this century
36
124126
2596
a melhor estimativa
é que até o meio do século
02:18
is that the worldwide death toll
from superbugs will be 10 million.
37
126746
4850
o dano causado pelas superbactérias
chegará a 10 milhões de mortes.
02:24
10 million.
38
132126
1437
Dez milhões.
02:25
Just to put that in context,
that's actually more
39
133947
2811
Só pra colocar em perspectiva, isso é mais
02:28
than the number of people
that died of cancer worldwide last year.
40
136782
3535
do que o número de pessoas que morreram
de câncer ano passado no mundo todo.
02:32
So it seems pretty clear
that we're not on a good road,
41
140954
4056
Parece estar bem claro que não
estamos num caminho bom,
02:37
and the drugs-based approach
to this problem is not working.
42
145034
3913
e a abordagem baseada em remédios
não está funcionando.
02:42
I'm a physicist,
43
150247
2461
Eu sou físico,
02:44
and so I wondered, could we take
a physics-based approach --
44
152732
3937
então me perguntei se seria possível
ter uma abordagem baseada na física...
02:48
a different approach to this problem.
45
156693
1891
uma abordagem diferente para o problema.
02:51
And in that context,
46
159590
1532
Naquele contexto,
02:53
the first thing we know for sure,
47
161146
2651
a primeira coisa que sabemos com certeza
02:55
is that we actually know how to kill
every kind of microbe,
48
163821
3333
é que podemos matar todo tipo de micróbio,
02:59
every kind of virus,
49
167178
1589
todo tipo de vírus,
03:00
every kind of bacteria.
50
168791
1631
todo tipo de bactéria,
03:02
And that's with ultraviolet light.
51
170809
2228
a partir da luz ultravioleta.
03:05
We've actually known this
for more than 100 years.
52
173505
2821
Já sabemos disso há mais de 100 anos.
03:08
I think you all know
what ultraviolet light is.
53
176933
2636
Creio que todos sabem
o que é uma luz ultravioleta.
03:11
It's part of a spectrum
that includes infrared,
54
179593
3039
Ela faz parte do espectro que inclui
o infravermelho, a luz visível,
03:14
it includes visible light,
55
182656
1446
03:16
and the short-wavelength part
of this group is ultraviolet light.
56
184126
3932
e a luz ultravioleta é a parte desse grupo
que tem comprimento de onda curto.
03:21
The key thing from our perspective here
57
189607
3089
A chave da nossa perspectiva
03:24
is that ultraviolet light kills bacteria
by a completely different mechanism
58
192720
5188
é que a luz ultravioleta mata bactérias
com um mecanismo totalmente distinto
03:29
from the way drugs kill bacteria.
59
197932
1873
daquele dos remédios.
03:32
So ultraviolet light is just as capable
of killing a drug-resistant bacteria
60
200605
5788
A luz ultravioleta é tão capaz de matar
uma bactéria resistente a remédios
03:38
as any other bacteria,
61
206417
2224
como qualquer outra bactéria,
03:40
and because ultraviolet light
is so good at killing all bugs,
62
208665
4478
e, como a luz ultravioleta é tão boa
em matar todas as bactérias,
03:45
it's actually used a lot these days
to sterilize rooms,
63
213167
3135
ela é muito usada hoje em dia
para esterilizar salas,
03:48
sterilize working surfaces.
64
216326
3048
para esterilizar superfícies funcionais.
03:51
What you see here is a surgical theater
65
219398
2828
Aqui vocês veem um centro cirúrgico
03:54
being sterilized with germicidal
ultraviolet light.
66
222250
4331
sendo esterilizado
com luz ultravioleta germicida.
03:59
But what you don't see
in this picture, actually,
67
227578
2477
O que vocês não veem na foto
04:02
is any people,
68
230079
1665
são pessoas,
04:03
and there's a very good reason for that.
69
231768
2236
e há uma ótima razão para isso.
04:06
Ultraviolet light
is actually a health hazard,
70
234028
3587
A luz ultravioleta é perigosa à saúde,
04:09
so it can damage cells in our skin,
71
237639
2325
pois pode danificar células na nossa pele,
04:11
cause skin cancer,
72
239988
1431
pode causar câncer de pele,
danificar células em nossos olhos,
04:13
it can damage cells in our eye,
73
241443
1511
04:14
cause eye diseases like cataract.
74
242978
3488
e causar doenças no olho, como catarata.
04:18
So you can't use conventional,
germicidal, ultraviolet light
75
246490
3455
Então, não dá pra usar uma luz
ultravioleta germicida convencional
04:21
when there are people are around.
76
249969
1729
quando há gente por perto.
E óbvio que queremos esterilizar
principalmente quando há gente por perto.
04:23
And of course,
77
251722
1215
04:24
we want to sterilize mostly
when there are people around.
78
252961
3030
04:28
So the ideal ultraviolet light
79
256929
2667
Logo, a luz ultravioleta ideal
04:31
would actually be able
to kill all bacteria,
80
259620
3683
seria capaz de matar todas as bactérias,
04:35
including superbugs,
81
263327
1536
incluindo superbactérias,
04:36
but would be safe for human exposure.
82
264887
2514
mas ainda seria segura
para exposição humana.
04:40
And actually that's where my physics
background kicked into this story.
83
268312
4247
E é aí que meu conhecimento
em física entra na história.
04:45
Together with my physics colleagues,
84
273296
2192
Junto com meus colegas físicos,
04:47
we realized there actually is a particular
wavelength of ultraviolet light
85
275512
6075
percebemos que realmente existe
um comprimento de onda específico
04:53
that should kill all bacteria,
86
281611
2493
que mata todas as bactérias
e pode ser segura para a exposição humana.
04:56
but should be safe for human exposure.
87
284128
2160
04:58
That wavelength is called far-UVC light,
88
286928
3318
Esse comprimento de onda
é chamado de "far-UVC",
05:02
and it's just the short-wavelength part
of the ultraviolet spectrum.
89
290270
4294
e é só a parte curta do comprimento
de onda do espectro ultravioleta.
05:07
So let's see how that would work.
90
295375
2131
Vamos ver como funcionaria.
05:10
What you're seeing here
is the surface of our skin,
91
298426
3809
Aqui está a superfície da nossa pele,
05:14
and I'm going to superimpose on that
some bacteria in the air above the skin.
92
302259
4343
e vou colocar algumas
bactérias no ar, acima dela.
05:19
Now we're going to see what happens
93
307536
1667
Agora, vamos ver o que acontece
05:21
when conventional, germicidal,
ultraviolet light impinges on this.
94
309227
5143
quando uma luz ultravioleta
germicida convencional atua aqui.
05:27
So what you see is,
95
315631
1150
O que dá pra ver, como sabemos,
05:28
as we know, germicidal light
is really good at killing bacteria,
96
316805
5286
é que a luz germicida
é ótima em matar bactérias,
mas também vemos que ela penetra
as camadas superiores da nossa pele
05:34
but what you also see
97
322115
1310
05:35
is that it penetrates
into the upper layers of our skin,
98
323449
3343
05:38
and it can damage
those key cells in our skin
99
326816
2552
e pode danificar suas células-chave
05:41
which ultimately, when damaged,
can lead to skin cancer.
100
329392
3205
que, no fim, quando danificadas,
podem levar a um câncer de pele.
05:46
So let's compare now with far-UVC light --
101
334108
2848
Agora vamos comparar com a luz far-UVC,
na mesma situação: a pele, algumas
bactérias no ar acima dela.
05:48
same situation,
102
336980
1160
05:50
skin and some bacteria
in the air above them.
103
338164
2482
05:54
So what you're seeing now
104
342342
1252
Mais uma vez, vemos
05:55
is that again, far-UVC light's
perfectly fine at killing bacteria,
105
343618
4796
a luz far-UVC matando
perfeitamente as bactérias,
06:00
but what far-UVC light can't do
is penetrate into our skin.
106
348438
4087
mas a luz far-UVC não
penetra na nossa pele.
06:05
And there's a good,
solid physics reason for that:
107
353318
2715
E há uma ótima
explicação física para isso:
06:08
far-UVC light is incredibly, strongly
absorbed by all biological materials,
108
356057
5364
a luz far-UVC é fortemente absorvida
por todos os materiais biológicos,
06:13
so it simply can't go very far.
109
361445
1912
assim, não consegue ir muito longe.
06:16
Now, viruses and bacteria
are really, really, really small,
110
364680
3957
Vírus e bactérias são
extremamente pequenos,
06:20
so the far-UVC light can certainly
penetrate them and kill them,
111
368661
4866
logo, a luz far-UVC pode certamente
penetrá-las e matá-las,
06:25
but what it can't do
is penetrate into skin,
112
373551
3384
mas não consegue penetrar na pele,
06:28
and it can't even penetrate
the dead-cell area
113
376959
2402
nem mesmo na área de células mortas,
06:31
right at the very surface of our skin.
114
379385
1822
bem na superfície de nossa pele.
06:33
So far-UVC light
should be able to kill bacteria,
115
381815
6322
Assim, a luz far-UVC deve
conseguir matar bactérias,
06:40
but kill them safely.
116
388161
1270
mas com segurança.
06:43
So that's the theory.
117
391397
1166
Essa é a teoria.
06:44
It should work, should be safe.
118
392587
2712
Deve funcionar e deve ser seguro.
06:47
What about in practice?
119
395921
1595
Mas e na prática?
06:49
Does it really work?
120
397540
1151
Realmente funciona?
06:50
Is it really safe?
121
398715
1378
É mesmo seguro?
06:52
So that's actually what our lab
has been working on
122
400599
2406
Nosso laboratório vem trabalhando nisso
nos últimos cinco ou seis anos,
06:55
the past five or six years,
123
403029
2217
e fico feliz em dizer que a resposta para
ambas as perguntas é um enfático "sim".
06:57
and I'm delighted to say the answer
to both these questions
124
405270
2849
07:00
is an emphatic yes.
125
408143
1181
Sim, realmente funciona, e sim, é seguro.
07:01
Yes, it does work,
126
409348
1280
07:02
but yes, it is safe.
127
410652
1379
07:04
So I'm delighted to say that,
128
412460
1773
Fico mesmo feliz em dizer isso,
mas não fico muito surpreso,
07:06
but actually I'm not very
surprised to say that,
129
414257
2239
pois é simplesmente
a lei da física funcionando.
07:08
because it's purely the laws
of physics at work.
130
416520
2271
07:13
So let's look to the future.
131
421911
2135
Vamos olhar para o futuro.
07:16
I'm thrilled that we now have
a completely new weapon,
132
424070
5758
Estou animado por temos
uma arma completamente nova,
07:21
and I should say an inexpensive weapon,
133
429852
3464
e, ainda mais, uma arma que não é cara,
07:25
in our fight against superbugs.
134
433340
2499
na nossa luta contra as superbactérias.
07:28
For example,
135
436447
1248
Por exemplo, vejo luzes
far-UVC em centros cirúrgicos.
07:29
I see far-UVC lights in surgical theaters.
136
437719
2836
07:33
I see far-UVC lights
in food preparation areas.
137
441629
3329
Vejo luzes far-UVC em áreas
de preparação de comida.
07:38
And in terms of preventing
the spread of viruses,
138
446046
2860
E, falando em prevenção
da propagação de vírus,
07:40
I see far-UVC lights in schools,
139
448930
3172
vejo luzes far-UVC nas escolas,
07:44
preventing the spread of influenza,
140
452126
2523
na prevenção da propagação
da gripe e do sarampo;
07:46
preventing the spread of measles,
141
454673
1965
07:48
and I see far-UVC lights
in airports or airplanes,
142
456662
3980
vejo as luzes far-UVC
em aviões e aeroportos,
07:52
preventing the global spread
of viruses like H1N1 virus.
143
460666
4128
na prevenção da propagação
global de vírus como o H1N1.
07:58
So back to my friend Paul Rice.
144
466015
2167
Voltando ao meu amigo, Paul Rice.
08:00
He was actually a well-known
and well-loved local politician
145
468206
3895
Ele era um político local
amado e conhecido
08:04
in his and my hometown of Liverpool,
146
472125
2672
na nossa cidade natal, Liverpool,
08:06
and they put up a statue in his memory
in the center of Liverpool,
147
474821
4204
e eles colocaram uma estátua
em sua memória no centro de Liverpool,
08:11
and there it is.
148
479049
1295
aqui está ela.
08:12
But me,
149
480368
2190
Já eu...
08:14
I want Paul's legacy to be a major advance
in this war against superbugs.
150
482582
4735
quero que o legado de Paul seja um enorme
avanço na guerra contra superbactérias.
08:20
Armed with the power of light,
151
488002
2065
Armados com o poder da luz,
isso está ao nosso alcance.
08:22
that's actually within our grasp.
152
490091
2038
08:25
Thank you.
153
493297
1151
Obrigado.
08:26
(Applause)
154
494472
4896
(Aplausos)
08:31
Chris Anderson: Stay up here, David,
I've got a question for you.
155
499392
3119
Chris Anderson: Fique aí,
David, tenho uma pergunta.
08:34
(Applause)
156
502535
1413
(Aplausos)
08:37
David, tell us where you're up to
in developing this,
157
505343
4585
Nos diga, David, em que parte
do desenvolvimento você está
08:41
and what are the remaining obstacles
to trying to roll out
158
509952
2947
e quais são os obstáculos
que restam para derrubar
08:44
and realize this dream?
159
512923
1380
para que o sonho se realize.
08:46
David Brenner: Well, I think we now know
that it kills all bacteria,
160
514678
3191
David Brenner: Creio que já sabemos
que ela mata todas as bactérias,
08:49
but we sort of knew
that before we started,
161
517893
2055
já sabíamos antes de começarmos,
mas já a testamos bastante.
08:51
but we certainly tested that.
162
519972
2178
08:54
So we have to do lots and lots
of tests about safety,
163
522174
2714
Mas, temos que fazer mais
e mais testes de segurança,
08:56
and so it's more about safety
than it is about efficacy.
164
524912
3523
logo, é mais uma questão
de segurança do que de eficácia.
09:00
And we need to do short-term tests,
165
528840
2404
Precisamos fazer testes a curto prazo,
e também testes a longo prazo,
09:03
and we need to do long-term tests
166
531268
2003
09:05
to make sure you can't develop
melanoma many years on.
167
533295
3883
para garantir que não provocará
surgimento de melanomas no futuro.
09:09
So those studies
are pretty well done at this point.
168
537494
3880
Neste momento, esses estudos
praticamente terminaram.
09:13
The FDA of course is something
we have to deal with,
169
541850
5382
Claro que temos que lidar com a FDA,
09:19
and rightly so,
170
547256
1375
e isso é o correto,
09:20
because we certainly can't use this
in the real world without FDA approval.
171
548655
3690
pois não é possível aplicá-la
no mundo real sem a aprovação da FDA.
09:24
CA: Are you trying
to launch first in the US,
172
552766
3198
CA: Quer começar aqui no EUA
primeiro ou em outro lugar?
09:27
or somewhere else?
173
555988
1379
09:29
DB: Actually, in a couple of countries.
174
557772
2152
DB: Na realidade, em alguns países.
09:31
In Japan and in the US, both.
175
559948
3436
No Japão e também nos EUA.
09:35
CA: Have you been able to persuade
biologists, doctors,
176
563873
4605
CA: Já conseguiu convencer
biologistas, médicos,
09:40
that this is a safe approach?
177
568502
1650
de que essa abordagem é segura?
09:42
DB: Well, as you can imagine,
there is a certain skepticism
178
570612
3095
DB: Como podem imaginar,
existe um ceticismo,
09:45
because everybody knows
that UV light is not safe.
179
573731
3568
pois todos sabem
que a luz UV não é segura.
09:49
So when somebody comes along and says,
180
577691
1985
Daí, quando alguém vem e diz:
09:51
"Well, this particular UV light is safe,"
181
579700
3336
"Esta luz UV em particular é segura",
09:55
there is a barrier to be crossed,
182
583060
1642
é necessário cruzar uma barreira,
mas os dados estão lá,
09:56
but the data are there,
183
584726
2190
09:58
and I think that's what
we're going to be standing on.
184
586940
2691
e é isso que irá nos sustentar.
10:02
CA: Well, we wish you well.
185
590487
1690
CA: Bem, nós lhe desejamos sorte,
pode ser um trabalho muito importante.
10:04
This is potentially such important work.
186
592201
1905
10:06
Thank you so much
for sharing this with us.
187
594130
2033
Muito obrigado por compartilhar conosco.
Obrigado, David.
10:08
Thank you, David.
188
596187
1151
10:09
(Applause)
189
597362
3201
(Aplausos)

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ABOUT THE SPEAKER
David Brenner - Radiation scientist
We are decidedly losing the war against superbugs, and with a projected annual death toll by 2050 of 10 million people. David Brenner would like to stop that.

Why you should listen

David Brenner directs the Center for Radiological Research at Columbia University Medical Center in New York City and has numerous distinctions within his field such as the Oxford University Weldon Prize and the Radiation Research Society Failla Gold Medal Award. Founded by a student of Marie Curie more than a century ago, the Center for Radiological Research is committed to exploiting all forms of radiation to improve medical care.

As Brenner sees it, radiation is very much a two-edged sword -- used in the right way it has revolutionized modern medicine, such as through CT scans and as a cure for many cancers. But radiation used in the wrong way can be harmful. To maximize the benefits of the many different types of radiation, we need to understand exactly how they affect us, from our DNA to the whole person.

Over the past six years, Brenner and his team have applied this idea in working towards a safe way to kill drug-resistant bacteria such as MRSA, as well as airborne microbes such as influenza and TB, using a unique type of ultra-violet light, known as far-UVC.

In short, it is pure physics -- far-UVC light is safe for us because it cannot even penetrate through the dead-cell layer on the surface of our skin or the tear layer on the surface of our eyes. But because bacteria and viruses are physically very small, far-UVC light does have enough penetration to efficiently kill them.

Brenner envisions a wide range of applications for this new weapon in the war against superbugs, such as in operating rooms during surgery to minimize the risk of surgical site infections, in schools to prevent the spread of influenza or measles, in shelters to prevent the spread of TB, or in airplanes and airports to prevent the global spread of viruses like H1N1.

More profile about the speaker
David Brenner | Speaker | TED.com