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.
I'm going to talk about the strategizing brain. We're going to use an unusual combination of tools from game theory and neuroscience to understand how people interact socially when value is on the line.
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.
So game theory is a branch of, originally, applied mathematics, used mostly in economics and political science, a little bit in biology, that gives us a mathematical taxonomy of social life, and it predicts what people are likely to do and believe others will do in cases where everyone's actions affect everyone else. That's a lot of things: competition, cooperation, bargaining, games like hide-and-seek and 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.
Here's a simple game to get us started. Everyone chooses a number from zero to 100. We're going to compute the average of those numbers, and whoever's closest to two-thirds of the average wins a fixed prize. So you want to be a little bit below the average number but not too far below, and everyone else wants to be a little bit below the average number as well. Think about what you might pick. As you're thinking, this is a toy model of something like selling in the stock market during a rising market: You don't want to sell too early, because you miss out on profits, but you don't want to wait too late, to when everyone else sells, triggering a crash. You want to be a little bit ahead of the competition, but not too far ahead. OK, here's two theories about how people might think about this, then we'll see some data. Some of these will sound familiar because you probably are thinking that way. I'm using my brain theory to see. A lot of people say, "I really don't know what people are going to pick, so I think the average will be 50" -- they're not being strategic at all -- and "I'll pick two-thirds of 50, that's 33." That's a start. Other people, who are a little more sophisticated, using more working memory, say, "I think people will pick 33, because they're going to pick a response to 50, and so I'll pick 22, which is two-thirds of 33." They're doing one extra step of thinking, two steps. That's better. Of course, in principle, you could do three, four or more, but it starts to get very difficult. Just like in language and other domains, we know that it's hard for people to parse very complex sentences with a recursive structure. This is called the cognitive hierarchy theory, something I've worked on and a few other people, and it indicates a kind of hierarchy, along with some assumptions about how many people stop at different steps and how the steps of thinking are affected by lots of interesting variables and variant people, as we'll see in a minute. A very different theory, a much more popular one and an older one, due largely to John Nash of "A Beautiful Mind" fame, is what's called "equilibrium analysis." So if you've ever taken a game theory course at any level, you'll have learned a bit about this. An equilibrium is a mathematical state in which everybody has figured out exactly what everyone else will do. It is a very useful concept, but behaviorally, it may not exactly explain what people do the first time they play these types of economic games or in situations in the outside world. In this case, the equilibrium makes a very bold prediction, which is: everyone wants to be below everyone else, therefore, they'll play zero.
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.
Let's see what happens. This experiment's been done many, many times. Some of the earliest ones were done in the '90s by me and Rosemarie Nagel and others. This is a beautiful data set of 9,000 people who wrote in to three newspapers and magazines that had a contest. The contest said, send in your numbers, and whoever is close to two-thirds of the average will win a big prize. As you can see, there's so much data here, you can see the spikes very visibly. There's a spike at 33 -- those are people doing one step. There is another spike visible at 22. Notice, by the way, most people pick numbers right around there; they don't necessarily pick exactly 33 and 22. There's something a bit noisy around it. But you can see those spikes on that end. There's another group of people who seem to have a firm grip on equilibrium analysis, because they're picking zero or one. But they lose, right? Because picking a number that low is actually a bad choice if other people aren't doing equilibrium analysis as well. So they're smart, but poor.
(Lachen)
(Laughter)
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.
Where are these things happening in the brain? One study by Coricelli and Nagel gives a really sharp, interesting answer. They had people play this game while they were being scanned in an fMRI, and two conditions: in some trials, they're told, "You're playing another person who's playing right now. We'll match up your behavior at the end and pay you if you win." In other trials, they're told, "You're playing a computer, they're just choosing randomly." So what you see here is a subtraction of areas in which there's more brain activity when you're playing people compared to playing the computer. And you see activity in some regions we've seen today, medial prefrontal cortex, dorsomedial, up here, ventromedial prefrontal cortex, anterior cingulate, an area that's involved in lots of types of conflict resolution, like if you're playing "Simon Says," and also the right and left temporoparietal junction. And these are all areas which are fairly reliably known to be part of what's called a "theory of mind" circuit or "mentalizing circuit." That is, it's a circuit that's used to imagine what other people might do. These were some of the first studies to see this tied in to game theory.
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.
What happens with these one- and two-step types? So, we classify people by what they picked, and then we look at the difference between playing humans versus computers, which brain areas are differentially active. On the top, you see the one-step players. There's almost no difference. The reason is, they're treating other people like a computer, and the brain is too. The bottom players, you see all the activity in dorsomedial PFC.
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.
So we know the two-step players are doing something differently. Now, what can we do with this information? You might be able to look at brain activity and say, "This person will be a good poker player," or "This person's socially naive." We might also be able to study things like development of adolescent brains once we have an idea of where this circuitry exists.
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."
OK. Get ready. I'm saving you some brain activity, because you don't need to use your hair detector cells. You should use those cells to think carefully about this game. This is a bargaining game. Two players who are being scanned using EEG electrodes are going to bargain over one to six dollars. If they can do it in 10 seconds, they'll earn that money. If 10 seconds go by and they haven't made a deal, they get nothing. That's kind of a mistake together. The twist is that one player, on the left, is informed about how much on each trial there is. They play lots of trials with different amounts each time. In this case, they know there's four dollars. The uninformed player doesn't know, but they know the informed player knows. So the uninformed player's challenge is to say, "Is this guy being fair, or are they giving me a very low offer in order to get me to think there's only one or two dollars available to split?" in which case they might reject it and not come to a deal. So there's some tension here between trying to get the most money but trying to goad the other player into giving you more. And the way they bargain is to point on a number line that goes from zero to six dollars. They're bargaining over how much the uninformed player gets, and the informed player will get the rest. So this is like a management-labor negotiation in which the workers don't know how much profits the privately held company has, and they want to maybe hold out for more money, but the company might want to create the impression that there's very little to split: "I'm giving the most I can."
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.
First, some behavior: a bunch of the subject pairs play face-to-face. We have other data where they play across computers. That's an interesting difference, as you might imagine. But a bunch of the face-to-face pairs agree to divide the money evenly every single time. Boring. It's just not interesting neurally. It's good for them -- they make a lot of money. But we're interested in: Can we say something about when disagreements occur versus don't occur?
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.
So this is the other group of subjects, who often disagree. They bicker and disagree and end up with less money. They might be eligible to be on "Real Housewives," the TV show. (Laughter) You see on the left, when the amount to divide is one, two or three dollars, they disagree about half the time; when it's four, five, six, they agree quite often. This turns out to be something that's predicted by a very complicated type of game theory you should come to graduate school at CalTech and learn about. It's a little too complicated to explain right now, but the theory tells you that this shape should occur.
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.
Your intuition might tell you that, too. Now I'm going to show you the results from the EEG recording. Very complicated. The right brain schematic is the uninformed person, and the left is the informed. Remember that we scanned both brains at the same time, so we can ask about time-synced activity in similar or different areas simultaneously, just like if you wanted to study a conversation, and you were scanning two people talking to each other. You'd expect common activity in language regions when they're listening and communicating. So the arrows connect regions that are active at the same time. The direction of the arrows flows from the region that's active first in time, and the arrowhead goes to the region that's active later. So in this case, if you look carefully, most of the arrows flow from right to left. That is, it looks as if the uninformed brain activity is happening first, and then it's followed by activity in the informed brain. And by the way, these are trials where their deals were made. This is from the first two seconds. We haven't finished analyzing this data, so we're still peeking in, but the hope is that we can say something in the first couple of seconds about whether they'll make a deal or not, which could be very useful in thinking about avoiding litigation and ugly divorces and things like that. Those are all cases in which a lot of value is lost by delay and strikes.
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.
Here's the case where the disagreements occur. You can see it looks different than the one before. There's a lot more arrows. That means that the brains are synced up more closely in terms of simultaneous activity, and the arrows flow clearly from left to right. That is, the informed brain seems to be deciding, "We're probably not going to make a deal here." And then later, there's activity in the uninformed brain.
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.
Next, I'm going to introduce you to some relatives. They're hairy, smelly, fast and strong. You might be thinking back to your last Thanksgiving. (Laughter) Maybe, if you had a chimpanzee with you. Charles Darwin and I and you broke off from the family tree from chimpanzees about five million years ago. They're still our closest genetic kin. We share 98.8 percent of the genes. We share more genes with them than zebras do with horses. And we're also their closest cousin. They have more genetic relation to us than to gorillas. So, how humans and chimpanzees behave differently might tell us a lot about brain evolution.
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?
This is an amazing memory test from [Kyoto], Japan, the Primate Research Institute, where they've done a lot of this research. This goes back a ways. They're interested in working memory. The chimp will see, watch carefully, they'll see 200 milliseconds' exposure -- that's fast, eight movie frames -- of numbers one, two, three, four, five. Then they disappear and are replaced by squares, and they have to press the squares that correspond to the numbers from low to high to get an apple reward. Let's see how they can do it. This is a young chimp. The young ones are better than the old ones, just like humans. (Laughter) And they're highly experienced, they've done this thousands of times. Obviously there's a big training effect, as you can imagine. (Laughter) You can see they're very blasé and effortless. Not only can they do it very well, they do it in a sort of lazy way. (Laughter)
Falsch. (Lachen) Wir können es versuchen. Vielleicht werden wir das.
Who thinks you could beat the chimps? (Laughter) Wrong. (Laughter)
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.
We can try. We'll try. Maybe we'll try. OK, so the next part of the study I'm going to go quickly through is based on an idea of Tetsuro Matsuzawa. He had a bold idea he called the "cognitive trade-off hypothesis." We know chimps are faster and stronger; they're also obsessed with status. His thought was, maybe they've preserved brain activities and practice them in development that are really, really important to them to negotiate status and to win, which is something like strategic thinking during competition. So we're going to check that out by having the chimps actually play a game by touching two touch screens. The chimps are interacting with each other through the computers. They'll press left or right. One chimp is called a matcher; they win if they press left-left, like a seeker finding someone in hide-and-seek, or right-right. The mismatcher wants to mismatch; they want to press the opposite screen of the chimp. And the rewards are apple cube rewards. So here's how game theorists look at these data. This is a graph of the percentage of times the matcher picked right on the x-axis and the percentage of times they picked right by the mismatcher on the y-axis. So a point here is the behavior by a pair of players, one trying to match, one trying to mismatch. The NE square in the middle -- actually, NE, CH and QRE -- those are three different theories of Nash equilibrium and others, tells you what the theory predicts, which is that they should match 50-50, because if you play left too much, for example, I can exploit that if I'm the mismatcher by then playing right. And as you can see, the chimps -- each chimp is one triangle -- are circled around, hovering around that prediction.
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.
Now we move the payoffs. We're going to make the left-left payoff for the matcher a little higher. Now they get three apple cubes. Game theoretically, that should make the mismatcher's behavior shift: the mismatcher will think, "Oh, this guy's going to go for the big reward, so I'll go to the right, make sure he doesn't get it." And as you can see, their behavior moves up in the direction of this change in the Nash equilibrium. Finally, we changed the payoffs one more time. Now it's four apple cubes, and their behavior again moves towards the Nash equilibrium. It's sprinkled around, but if you average the chimps out, they're really close, within .01. They're actually closer than any species we've observed.
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.
What about humans? You think you're smarter than a chimpanzee? Here's two human groups in green and blue. They're closer to 50-50; they're not responding to payoffs as closely. And also if you study their learning in the game, they aren't as sensitive to previous rewards. The chimps play better than the humans, in terms of adhering to game theory. And these are two different groups of humans, from Japan and Africa; they replicate quite nicely. None of them are close to where the chimps are.
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)
So, some things we learned: people seem to do a limited amount of strategic thinking using theory of mind. We have preliminary evidence from bargaining that early warning signs in the brain might be used to predict whether there'll be a bad disagreement that costs money, and chimps are "better" competitors than humans, as judged by game theory. Thank you. (Applause)