Colin Camerer: Neurowissenschaften, Spieltheorie, Affen

Wenn zwei Menschen versuchen, Einigkeit zu erzielen – egal, ob sie konkurrieren oder zusammenarbeiten – was spielt sich in ihren Gehirnen wirklich ab? Colin Camerer, Verhaltensökonom, präsentiert Studien, die deutlich machen, wie schlecht wir die Überlegungen anderer Menschen vorhersagen können. Eine weitere überraschende Studie zeigt, dass Schimpansen uns dabei überlegen sein könnten. (Gefilmt auf der TEDxCalTech.)

Mein Thema ist das strategische Gedächtnis.

Wir sehen eine ungewöhnliche
Werkzeugkombination

aus Spieltheorie und
Neurowissenschaft,

um soziale Interaktion von Menschen
zu verstehen, wenn es um Werte geht.

Die Spieltheorie war ursprünglich ein
Zweig der angewandten Mathematik

und wird meist in Wirtschaft, Politologie
und manchmal Biologie eingesetzt.

Mit ihr kann man das Sozialleben
mathematisch klassifizieren

und voraussagen, was Menschen
wahrscheinlich tun werden

und was sie von anderen erwarten,

wenn jede Handlung alle
anderen beeinflusst.

Beispiele dafür sind Wettbewerb,
Kooperation, Verhandeln,

Versteckenspielen oder Poker.

Fangen wir mit einem
einfachen Spiel an.

Wählen Sie bitte eine Zahl zwischen 0 und 100,

wir errechnen dann den Durchschnitt,

und wer dem Zweidrittelwert
am nächsten kommt, gewinnt einen Preis.

Man sollte also etwas unter
dem Durchschnitt liegen,

aber nicht zu sehr, und jeder andere

will das auch.

Wie könnte Ihre Wahl lauten?

Während Sie überlegen:
Es ist so, als würden Sie

etwas an der Börse bei
steigenden Kursen verkaufen.

Wenn man zu früh verkauft,
schmälert man die Gewinne,

aber wenn man zu lange wartet,

bis alle verkaufen, stürzt der Kurs ab.

Man sollte der Konkurrenz ein wenig –
aber nicht zu sehr – voraus sein.

Hier sind 2 Theorien,
wie Menschen dies angehen,

dann sehen wir einige Daten.

Einiges wird Ihnen
bekannt vorkommen, weil Sie

vielleicht gerade so denken.
Ich verwende meine Gehirntheorie.

Viele sagen: "Ich weiß nicht,
was die anderen nehmen,

also rechne ich mit
einem Durchschnitt von 50."

Sie denken gar nicht strategisch.

"Ich nehme 2/3 von 50, also 33." Das ist ein Anfang.

Anspruchsvollere Menschen

verwenden ihr Arbeitsgedächtnis

und sagen: "Die anderen nehmen
sicher 33, weil sie 50 erwarten,

also nehme ich 22, das sind 2/3 von 33."

Sie gehen einen Schritt weiter
und machen 2 Schritte.

Das ist besser. Prinzipiell kann man

natürlich drei, vier oder noch mehr machen,

aber dann wird es sehr schwierig.

Von Sprachen und anderen Bereichen
wissen wir, dass Menschen

sehr komplexe Sätze mit rekursiven
Strukturen schwer analysieren können.

Das nennt man kognitive
Hierarchie-Theorie.

Daran haben ich und
einige andere gearbeitet.

Sie weist auf eine Hierarchie hin und

überlegt, wie viele Menschen
wie viele Schritte machen

und wie viele interessante
Variablen und Menschen

diese Gedankenschritte beeinflussen.

Eine ganz andere Theorie
ist viel beliebter und älter.

Sie beruht hauptsächlich auf John Nash,
bekannt aus "A beautiful mind",

und heißt "Gleichgewichtsanalyse".

Falls Sie je einen Kurs in
Spieltheorie besucht haben,

haben Sie sicher davon gehört.

Gleichgewicht ist ein mathematischer Zustand,

in dem jeder genau weiß,
was alle anderen tun werden.

Das Konzept ist sehr nützlich,

aber es erklärt nicht genau,
was Menschen tun werden,

wenn sie diese Art Wirtschaftsspiele
zum ersten Mal spielen

oder sich in der Außenwelt befinden.

In diesem Fall sagt das Gleichgewicht kühn voraus,

dass jeder niedriger als die anderen sein will,

und deshalb auf 0 setzt.

Schauen wir uns das an. Dieses
Experiment wurde schon oft gemacht.

Die frühesten wurden in den 90er-Jahren

von mir, Rosemarie Nagel
und anderen durchgeführt.

Dies ist ein schöner Datensatz
von 9.000 Teilnehmern

eines Wettbewerbs dreier
Zeitungen und Magazine.

Man musste seine Zahlen einschicken,

und jeder nahe bei 2/3 des Durchschnitts
gewann einen großen Preis.

Es gibt dazu so viele Daten, dass
man die Spitzen sehr gut sehen kann.

Eine Spitze ist bei 33.
Diese Leute machen 1 Schritt.

Eine weitere sichtbare Spitze ist bei 22.

Übrigens wählen die meisten
Leute umliegende Zahlen

und nicht unbedingt genau 33 und 22.

Hier herrscht ein bisschen Gedränge.

Sie können die Spitzen aber klar erkennen.

Eine andere Gruppe Leute scheint

die Gleichgewichtsanalyse gut zu kennen,

weil sie 0 oder 1 wählen.

Aber sie verlieren, richtig?

Eine so niedrige Zahl ist
nämlich eine schlechte Wahl,

wenn andere Menschen keine
Gleichgewichtsanalyse machen.

Sie sind also schlau, aber arm.

(Lachen)

Wo im Gehirn spielen sich diese Dinge ab?

Eine Studie von Coricelli und Nagel hat
darauf eine sehr interessante Antwort.

Menschen spielten dieses Spiel

während einer Kernspintomographie.

Es gab 2 Gruppen: In einigen Versuchen

sagt man ihnen, ihr Gegner ist ein Mensch,

der gerade jetzt spielt.
Am Ende wird verglichen

und der Gewinner wird bezahlt.

Die andere Gruppe glaubt,
ihr Gegner ist ein Computer.

Sie entscheidet nach Willkür.

Hier sehen Sie eine Abbildung

von Regionen mit mehr Gehirnaktivität,

wenn der Gegner ein Mensch bzw. Computer ist.

Sie sehen Aktivität in folgenden Regionen:

Mittlerer präfrontaler Kortex,
dorsomedial. Hier oben jedoch

im ventromedialen präfrontalen Kortex,

vorderer Gyrus cinguli, diese Region

hat oft mit Konfliktlösung zu tun,
wie z. B. im Spiel "Simon says",

und auch im rechten und linken
temporoparietalen Übergang.

Diese Regionen sind höchstwahrscheinlich

Teil eines "Theory of Mind"- oder

"Mentalisierungs"-Schaltkreises.

Er wird für Erwartungen an Handlungen
anderer Menschen verwendet.

Das waren einige der ersten Studien,

die den Zusammenhang
mit der Spieltheorie sahen.

Was geschieht mit den Ein- und Zwei-Schritt-Typen?

Wir teilen Leute nach ihrer Zahlenwahl ein

und sehen uns die Unterschiede zwischen

Gegnern von Menschen und Computern an

und welche Gehirnzonen jeweils aktiv sind.

Oben sehen Sie die 1-Schritt-Spieler.

Kaum Unterschiede.

Sie behandeln andere Menschen
wie Computer, und ihr Gehirn auch.

Unten ist der dorsomediale PFC sehr aktiv.

Sie machen also etwas anders.

Was kann man mit dieser Information anfangen?

Anhand der Hirnaktivität kann man sagen:

"Er wäre ein guter Pokerspieler",

oder "Dieser hier ist sozial naiv",

und wir könnten auch die Entwicklung

jugendlicher Gehirne erforschen,

wenn wir einmal wissen,
wo dieser Schaltkreis ist.

Ok. Jetzt kommt's.

Ich erspare Ihnen etwas Nachdenken,

Sie brauchen Ihre
Haarerkennungszellen nicht.

Verwenden Sie diese Zellen für dieses Spiel:

Es ist ein Verhandlungsspiel.

Zwei Spieler mit EEG-Elektroden

verhandeln über 1 bis 6 Dollar.

Schaffen sie es in 10 Sekunden,
bekommen sie das Geld.

Wenn sie sich in 10 Sekunden
nicht einigen, bekommen sie nichts.

Ein gemeinsamer Fehler.

Hier weiß der Spieler links,

wie viel bei jedem Versuch zur Verfügung steht.

Sie spielen viele Runden mit
jeweils verschiedenen Beträgen.

Hier wissen sie, es gibt 4 Dollar.

Der uninformierte Spieler weiß es nicht,

aber er weiß, dass der
andere das weiß.

Die Herausforderung für den
uninformierten Spieler ist,

ob er glaubt,
der andere ist fair

oder dass ihm
zu wenig geboten wird,

damit er denkt, dass nur
1 oder 2 Dollar zur Verfügung stünden.

Dann könnte er ablehnen
und sogar leer ausgehen.

Es gibt eine Spannung beim Versuch,
das meiste Geld herauszuholen

und den anderen Spieler dazu zu bringen,
mehr herauszurücken.

Die Verhandlung wird
über einen Zahlenstreifen

von 0 bis 6 Dollar geführt.

Sie verhandeln, wie viel der
uninformierte Spieler bekommt,

und der informierte Spieler
bekommt den Rest.

Es ist wie eine Verhandlung
zwischen Management und Arbeiter,

wobei der Arbeiter nicht
weiß, wie viel Gewinn

die private Firma macht.

Er will vielleicht mehr Geld,

aber die Firma will vielleicht
den Eindruck erwecken,

dass es nicht viel Spielraum gibt:
"Ich gebe dir soviel ich kann."

Zuerst zum Verhalten. Ein Teil dieser Paare
sitzt sich beim Spiel gegenüber.

In anderen Fällen spielen
sie über Computer.

Der Unterschied ist
sicher sehr interessant.

Aber ein Teil der sich
gegenüber sitzenden Spieler

teilt das Geld jedes Mal gerecht auf.

Langweilig. Wissenschaftlich uninteressant.

Gut für sie. Sie machen viel Geld.

Uns interessiert, ob wir etwas über Uneinigkeit

versus Einigkeit sagen können.

Diese Gruppe hier ist sich oft uneinig.

Es kann passieren, dass sie ständig streiten

und am Ende weniger Geld haben.

Sie wären für die TV-Serie
"Real Housewives" gut geeignet.

Links sehen Sie

Gesamtbeträge von 1, 2 oder 3 Dollar.

Sie sind sich die halbe Zeit uneins,

und bei 4, 5, 6 Dollar läuft es viel besser.

Dies ist mit einem sehr komplizierten Typ

der Spieltheorie voraussagbar.

Das können Sie auf der CalTech studieren.

Für eine Erklärung hier
ist die Theorie zu kompliziert

aber sie sagt, dieses Muster
kann man erwarten.

Ihre Intuition sagt Ihnen das vielleicht auch.

Jetzt kommen die Ergebnisse der EEG-Aufnahme.

Sehr kompliziert. Auf dem rechten Bild

ist die uninformierte Person,
und links ist die informierte.

Wir haben beide Gehirne gleichzeitig gescannt,

um Aktivitäten zeitlich genau

in den jeweiligen Regionen
abfragen zu können,

ungefähr so, wie wenn Sie ein Gespräch

zwischen zwei Menschen erforschen wollen

und Sie sich gleichzeitige Aktivität
in Sprachregionen erwarten,

wenn sie zuhören und kommunizieren.

Die Pfeile verbinden Regionen,
die gleichzeitig aktiv sind,

die Pfeile zeigen weg

aus der zuerst aktiven Region,

und die Pfeilspitze zeigt zur später aktiven Region.

Wenn Sie genau hinschauen, sehen Sie,

dass die meisten Pfeile von rechts nach links zeigen.

Das uninformierte Gehirn

agiert anscheinend zuerst,

dann folgt die Aktivität im
informierten Gehirn.

Das sind übrigens die Runden,
in denen Einigkeit erzielt wurde.

Das sind die ersten 2 Sekunden.

Die Daten sind noch nicht fertig analysiert,

wir sind also noch dran, aber wir hoffen,

nach den ersten paar
Sekunden sagen zu können,

ob sie sich einig werden oder nicht.

Das wäre sehr nützlich, um
Dinge wie Rechtsstreit und

hässliche Scheidungen zu vermeiden.

In diesen Fällen geht sehr viel Wertvolles

durch Verzögerung und Streiks verloren.

Hier herrscht Uneinigkeit.

Die Bilder schauen ganz anders aus.

Es gibt viel mehr Pfeile.

Die Gehirne sind im Hinblick auf

gleichzeitige Aktivität enger miteinander verbunden

und die Pfeile gehen eindeutig von links nach rechts.

Das informierte Gehirn scheint zu entscheiden:

"Wir werden uns vermutlich nicht einig."

Darauf folgt Aktivität im uninformierten Gehirn.

Jetzt stelle ich Ihnen ein paar Verwandte vor.

Sie sind haarig, stinken, sind schnell und stark.

Vielleicht denken Sie an
Ihre letzte Familienfeier.

Vielleicht war ein Schimpanse dort.

Charles Darwin, ich und Sie
haben den Stammbaum der

Schimpansen vor ca. 5 Mio. Jahren verlassen.

Sie sind noch immer unsere
engsten genetischen Verwandten.

Wir haben 98,8 % der Gene gemeinsam.

Wir haben mehr mit ihnen gemein
als Zebras mit Pferden.

Wir sind auch ihre engsten Cousins.

Sie sind genetisch mit uns
näher verwandt als mit Gorillas.

Unterschiede im Verhalten
von Mensch und Schimpanse

könnten viel über die Gehirnentwicklung aussagen.

Dieser wunderbare Gedächtnistest stammt

vom Institut für Primatenforschung
in Nagoya, Japan,

wo diese Forschung intensiv betrieben wurde.

Sie machen das schon länger und
erforschen das Arbeitsgedächtnis.

Schauen Sie genau hin, der Schimpanse sieht

200 Millisekunden lang

– das ist schnell, 8 Einzelbilder im Kino –

die Zahlen 1, 2, 3, 4, 5.

Dann verschwinden sie und
werden durch Quadrate ersetzt.

Sie müssen die Quadrate drücken,

die den aufsteigenden Zahlen entsprechen,

um einen Apfel als Belohnung zu erhalten.

Schauen wir uns an, wie es ihnen geht.

Das ist ein junger Schimpanse. Die jungen

sind besser als die alten, wie bei Menschen.

Sie haben schon viel
Erfahrung, sie haben das

schon tausende Male gemacht.

Sie können sich vorstellen, dass
es dabei einen großen Lerneffekt gibt.

(Lachen)

Sie sind fast gleichgültig
und haben keine Mühe.

Sie können es nicht nur sehr gut,
sie sind auch sehr entspannt.

Wer von Ihnen glaubt, die
Schimpansen schlagen zu können?

Falsch. (Lachen)

Wir können es versuchen.
Vielleicht werden wir das.

Durch den nächsten Teil der Studie

führ ich Sie schnell durch.

Er basiert auf einer Idee Tetsuro Matsuzawas.

Er hatte eine kühne Idee – die
sogenannte kognitive Tausch-Hypothese.

Schimpansen sind
schneller und stärker.

Status ist ihnen sehr wichtig.

Er dachte, vielleicht haben sie
weitere Gehirnaktivitäten,

die sie für etwas sehr Wichtiges

verwenden:

Gewinnen und Verhandeln von Status,

vergleichbar mit strategischem
Denken in einem Wettbewerb.

Wir überprüfen das, indem

die Schimpansen in einem Spiel

zwei Touch-Screens berühren müssen.

Die Schimpansen interagieren
durch die Computer miteinander.

Sie drücken links oder rechts.

Einer von ihnen wird "Matcher" genannt.

Sie gewinnen, wenn sie links – links,

oder rechts – rechts drücken,
wie ein Suchender beim Versteckenspielen.

Der "Mismatcher" macht das Gegenteil.

Er muss den gegenteiligen Bildschirm berühren.

Die Belohnung sind Apfelstücke.

So interpretieren Spieltheoretiker die Daten:

Das Diagramm zeigt auf der x-Achse,

wie oft der "Matcher" richtig lag,

und auf der y-Achse, wie oft

der "Mismatcher" richtig lag.

Hier geht es um das Verhalten eines Spielerpaares,

einer versucht das Gleiche zu drücken,
der andere das Gegenteil.

Die Quadrate NE, CH und QRE in der Mitte

sind u. a. 3 verschiedenen Theorien
zum Nash-Gleichgewicht

und zeigen, was die Theorie vorhersagt,

nämlich Treffer 50:50.

Wenn einer z.B. zu oft links spielt,

kann ich als Mismatcher das
ausnützen und rechts drücken.

Die Dreiecke hier sind die Schimpansen,

und sie liegen rings um die Vorhersage herum.

Jetzt verändern wir die Belohnung.

Beim links-links-Spielen erhält der
Matcher eine höhere Belohnung.

Er bekommt 3 Apfelstücke.

Nach der Spieltheorie sollte der
Mismatcher sein Verhalten ändern,

denn er wird denken:

"Dieser Typ will die große Belohnung,

deshalb drücke ich rechts,
damit er sie nicht bekommt."

Ihr Verhalten bewegt sich sichtlich hinauf

hin zu der Veränderung im Nash-Gleichgewicht.

Dann haben wir die
Belohnung wieder verändert.

Jetzt sind es 4 Apfelstücke,

und ihr Verhalten bewegt sich
wieder in Richtung Nash-Gleichgewicht.

Sie liegen rundherum, aber im Durchschnitt

kommen sie auf 0,01 heran.

Damit liegen sie näher dran als
alle anderen getesteten Tierarten.

Und der Mensch? Halten Sie sich
für schlauer als der Schimpanse?

Hier sind 2 Menschengruppen in Grün und Blau.

Sie liegen näher bei 50:50. Sie reagieren
auf die Belohnung nicht so stark,

und wenn man den Lerneffekt beobachtet,

waren frühere Belohnungen
nicht so ausschlaggebend.

Schimpansen spielen
besser als Menschen,

besser im Sinne der Spieltheorie.

Diese zwei Menschengruppen

aus Japan und Afrika machen dasselbe.

Keiner kommt den Schimpansen nahe.

Was haben wir heute also gelernt?

Menschen denken begrenzt strategisch

und verwenden Mentalisierung.

Verhandlungen liefern einige
vorläufige Beweise dafür,

dass frühe Warnsignale im Gehirn
zur Vorhersage

einer kostspieligen Uneinigkeit
verwendet werden könnten.

dass Schimpansen bessere
Konkurrenten als Menschen sind,

jedenfalls nach der Spieltheorie.

Vielen Dank.

(Beifall)