Erfahren Sie, wie die Spieltheorie die Entscheidungsforschung strukturiert, indem sie komplexe Wahlentscheidungen in kontrollierte Szenarien wie das Gefangenendilemma und das Ultimatum-Spiel vereinfacht. In Kombination mit Biosensoren wie Eye-Tracking, GSR, EEG und der Analyse von Gesichtsausdrücken können Forscher emotionale und unbewusste Triebkräfte hinter Entscheidungen aufdecken und so nicht nur aufzeigen, wofür sich Menschen entscheiden, sondern auch, warum sie sich dafür entscheiden.
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Als Menschen treffen wir ständig Entscheidungen. Unser Alltag wird von großen und kleinen Entscheidungen geprägt, während wir uns durch das Leben bewegen („Was soll ich heute anziehen?“, „Was soll ich mit meinem Leben anfangen?“). Dieses Entscheidungsprozess zu verstehen – wie wir uns letztendlich für eine bestimmte Handlungsweise entscheiden – ist eine der zentralen Aufgaben der Verhaltensforschung.
Bei den meisten Entscheidungen im Alltag gibt es eine Vielzahl möglicher Handlungsoptionen und fast ebenso viele externe Faktoren, die unsere Wahl beeinflussen können. Genau aus diesem Grund war es für Psychologen und Verhaltensforscher oft schwierig, unsere Entscheidungsfindung systematisch zu untersuchen. Hier kommt die Spieltheorie ins Spiel.
Im Folgenden werden wir uns damit befassen, was Spieltheorie ist, Beispiele für ihre Anwendung in Experimenten zum menschlichen Verhalten betrachten und untersuchen, wie Biosensoren (insbesondere Eye-Tracking, GSR, Mimikanalyse und EEG) dabei helfen können, den Entscheidungsprozess im Detail zu erforschen.
Was ist Spieltheorie?
Definiert als „die Untersuchung mathematischer Modelle von Konflikt und Kooperation zwischen intelligenten, rational handelnden Entscheidungsträgern“ [1], ist es im Wesentlichen ein Forschungsgebiet, das sich damit befasst, wie Menschen auf begrenzte Wahlmöglichkeiten reagieren, die zu einer begrenzten Anzahl von Ergebnissen führen können, die entweder gut, schlecht oder neutral sein können.
Zwar wurden Ideen zur Spieltheorie schon seit langem vorgeschlagen und diskutiert, doch erst 1928 wurde dieses Fachgebiet mit John von Neumanns Buch „Theory of Games and Economic Behavior“ formalisiert. Die Ideen wurden von Mathematikern wie John Nash und Robert Axelrod weiterentwickelt.
Zwar wird die Spieltheorie in einer Vielzahl von Bereichen (nicht zuletzt in der Wirtschaftswissenschaft und der Philosophie) angewendet und erforscht, doch erweist sich die Anwendung dieses Ansatzes als besonders interessant, wenn man ihn im Kontext des menschlichen Verhaltens und der Psychologie betrachtet.
Indem man die Auswahlmöglichkeiten der Menschen einschränkt, wird es möglich, den Entscheidungsprozess systematisch zu untersuchen. So lässt sich detailliert ergründen, auf welche Weise eine Person einen Weg wählt, der sie zu einem vorgegebenen Ergebnis führt. Doch wie sehen diese Entscheidungen konkret aus?
Beispiele für spieltheoretische Experimente
Eines der frühesten und am häufigsten diskutierten Beispiele ist das Gefangenendilemma. In diesem Szenario werden zwei Gefangene von Ermittlern mit der Wahl konfrontiert, entweder ihren Mitgefangenen zu verraten oder zu schweigen. Da es ohne einen Verrat durch einen (oder beide) nicht genügend Beweise gibt, um sie wegen der Hauptanklage zu verurteilen, erhalten sie nur ein Jahr Gefängnis, wenn beide schweigen, aber drei Jahre, wenn sie verraten werden. Wenn sie sich gegenseitig verraten, müssen beide zwei Jahre im Gefängnis verbringen.
Im Folgenden werden die Optionen erläutert:
- Wenn Gefangener 1 und Gefangener 2 sich gegenseitig verraten, müssen beide zwei Jahre im Gefängnis verbringen
- Wenn Gefangener 1 Gefangenen 2 verrät, Gefangener 2 aber schweigt, wird Gefangener 1 freigelassen und Gefangener 2 muss drei Jahre im Gefängnis verbringen (und umgekehrt)
- Wenn Gefangener 1 und Gefangener 2 beide schweigen, müssen beide nur ein Jahr im Gefängnis verbringen
Dies lässt sich auch wie folgt erklären:
| Gefangener 1 sagt nichts | Gefangener 1 verrät | |
| Häftling 2 sagt nichts | jeweils 1 Jahr | Häftling 2 wird zu drei Jahren Haft verurteilt, Häftling 1 wird freigelassen |
| Gefangener 2 verrät | Häftling 1 wird zu drei Jahren Haft verurteilt, Häftling 2 wird freigelassen | jeweils 2 Jahre |
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Gefangenendilemma so darzustellen, dass es besser auf die reale Welt übertragbar ist, wobei den Teilnehmern sowohl ein realitätsnahes Szenario als auch eine begrenzte Auswahl an Optionen geboten wird, die sie ausprobieren können. Das obige Beispiel ist für Forscher besonders interessant, da oft nicht die optimale Entscheidung getroffen wird.
Aus rein egoistischer Sicht sollten sich die Teilnehmer dafür entscheiden, ihren Mitgefangenen zu verraten – sie haben dann die Möglichkeit, freigelassen zu werden oder zumindest eine Strafminderung um zwei Jahre zu erhalten, falls ihr Mitgefangener sie verrät, während sie es nicht tun.
Erfreulicherweise für die Menschheit verhalten sich die Menschen jedoch in der Regel kooperativ [2] und verraten einander nicht. Um die Sache interessanter und komplexer zu gestalten, kann das Szenario mehrfach wiederholt werden, um zu sehen, wie sich jeder Teilnehmer verhält, wenn vergangenes Verhalten berücksichtigt werden kann. Von einem Mitgefangenen betrogen zu werden, bedeutet natürlich, dass der Teilnehmer ihm in Zukunft weniger vertrauen wird, was wiederum bedeuten kann, dass Verrat wahrscheinlich mit gleicher Münze zurückgezahlt wird.
Zu verstehen, wie und warum dieser Prozess abläuft, ist ein zentrales Thema für Forscher auf dem Gebiet des menschlichen Verhaltens.
Das Spiel „Wer traut sich?“
Ein weiteres klassisches Beispiel ist das „Chicken“-Spiel (auch bekannt als „Hawk-Dove-Spiel“ oder „Snowdrift-Spiel“ [3]), bei dem zwei „Spieler“ in getrennten Autos mit hoher Geschwindigkeit aufeinander zufahren – einer (oder beide) kann ausweichen, um einen Zusammenstoß zu vermeiden, gilt dann aber als „Chicken“. Wenn keiner ausweicht, kommt es zum Zusammenstoß (und, nun ja, zum Tod).
Wie zuvor können die Ergebnisse in einer Tabelle aufgeführt werden.
| Auto 2 fährt weiter | |
| Auto 1 fährt weiter | Beide stürzen ab |
| Auto 1 weicht aus | Auto 1 verliert |
Die Logik dieses Spiels wurde besonders bekannt, als sie auf den Atomkrieg übertragen wurde – zwei Länder drohen einander mit Atombomben und steuern auf die gegenseitige Vernichtung zu, es sei denn, eines von ihnen „weicht aus“ und deeskaliert die Situation.
Es versteht sich von selbst, dass die Spiele weitaus komplexer sein können als die beiden oben vorgestellten; jede Abwandlung bietet einen anderen Einblick darin, wie Menschen zu Entscheidungen gelangen und wie diese Entscheidungen aussehen.
Im Folgenden sind einige weitere Beispiele aufgeführt (von denen es noch viele mehr gibt):
- Die Hirschjagd / das Glücksspiel
- Tausendfüßler-Spiel
- Dollarauktion
- Zermürbungskrieg
- Das Dilemma des Gastes
- Unendliches Schach
- Verhandlungsproblem
- Das Dilemma des Freiwilligen
- Ultimatum-Spiel
- Diktatorspiel
Spieltheorie und Forschung zum menschlichen Verhalten
Zahlreiche Forschungsarbeiten haben gezeigt, wie sich der Entscheidungsprozess in Spielen mithilfe von Geräten wie Eye-Trackern, GSR-Sensoren, der Gesichtsausdrucksanalyse und EEG genauer abbilden und besser verstehen lässt.
Ein Beispiel stammt aus dem Ultimatum-Spiel [4]. Beim Ultimatum-Spiel geht es um einen Geldbetrag, den ein Spieler nach eigenem Ermessen mit einem anderen Spieler aufteilen kann – der andere Spieler kann das Angebot dann annehmen (und das Geld wird entsprechend zwischen den beiden aufgeteilt) oder ablehnen (und keiner der beiden erhält Geld).
Die rationale Entscheidung für den Empfänger wäre, das Geld immer anzunehmen, da dies immer besser ist als gar kein Geld, aber es überrascht nicht, dass Menschen anders handeln.
Hewig et al. (2011) setzten im Rahmen des Ultimatum-Spiels sowohl EEG- als auch GSR-Messungen ein, um zu untersuchen, wie Emotionen die Entscheidungsfindung beeinflussen. Sie stützten sich dabei auf Forschungsergebnisse, die zeigen, dass GSR-Reaktionen mit aversiven Reizen in Verbindung stehen [5].
Durch die Untersuchung der GSR-Reaktionen (die zuvor mit aversiven Reizen in Verbindung gebracht worden waren) stellten sie zudem fest, dass diese Reaktionen mit weniger „rationalem“ Verhalten einhergingen. Dies zeigt, wie unsere Entscheidungsfähigkeit durch unsere Emotionen beeinflusst werden kann und wie sich dieser Vorgang nachverfolgen lässt.
Da die Zusammenarbeit mehrerer Spieler bei den oben genannten Spielen oft eine zentrale Rolle spielt, haben Forscher auch die EEG-Aktivität mehrerer Teilnehmer gleichzeitig untersucht [6]. Babiloni et al. (2007) nutzten diesen Ansatz (das sogenannte EEG-Hyperscanning), um das Gefangenendilemma zu untersuchen, und stellten einen Zusammenhang zwischen der kortikalen Aktivität (im anterioren cingulären Kortex – der mit der emotionalen Kontrolle in Verbindung gebracht wird) und der Wahrscheinlichkeit eines Verrats fest.
Dies zeigte einen Weg auf, wie man einen Einblick in die Prozesse gewinnen kann, die bestimmen, wie wir eine emotional geprägte Entscheidung treffen.
Auch andere Beispiele haben gezeigt, wie wichtig Emotionen für die Steuerung künftiger Entscheidungsprozesse in einer Spielumgebung sind [7, 8]. Da die Analyse von Gesichtsausdrücken Aufschluss über den emotionalen Zustand der Teilnehmer geben kann, könnte diese Methode Aufschluss darüber geben, wie sich solche Veränderungen darauf auswirken, welche Entscheidung getroffen wird oder nicht.
Andere Studien haben untersucht, inwiefern die Analyse des Blickverhaltens und der Pupillenreaktionen der Teilnehmer Aufschluss über mögliche Täuschungsversuche bei einer spieltheoretischen Entscheidungsaufgabe geben kann [9]. Dies wurde im Spielkontext weiterentwickelt und trug dazu bei, zu verstehen, wie die Wahrnehmung eines Spielers gegenüber dem anderen Spieler die Ergebnisse der Entscheidungsfindung beeinflussen kann [10].
Eine aktuelle Studie hat zudem gezeigt, wie Eye-Tracking-Brillen Aufschluss über die Auswirkungen von Sozialisation auf die Entscheidungsfindung im Rahmen einer „Gefangenendilemma“-Aufgabe geben können. Die Forscher zeigten, dass eine verstärkte Aufmerksamkeit für unkooperative Entscheidungen mit solchen Ergebnissen einherging (d. h. der Entscheidung, zu verraten, anstatt zu schweigen) [11].
Die Untersuchung der Auswirkungen sozialer Prozesse auf die Entscheidungsfindung mittels Eye-Tracking zeigt, wie selbst unser unbewusstes Verhalten erheblich verändert werden kann, und liefert damit einen Ansatz zur Vorhersage künftiger Handlungen.
Zur Entwicklung und Durchführung solcher spieltheoretischer Experimente wird häufig Software wie Z-Tree verwendet, ein Tool, das über die API in iMotions integriert werden kann und so die einfache Durchführung von Untersuchungen mit mehreren Sensoren ermöglicht. Dies bietet einen unkomplizierten Weg zur Durchführung von Experimenten wie den oben genannten – unter Einsatz von Biosensoren, um Entscheidungsprozesse besser zu verstehen.
Alle oben genannten Studien haben gezeigt, wie Biosensoren Erkenntnisse für spieltheoretische Experimente liefern können und wie sie dabei helfen können, unser Verhalten innerhalb der vorgegebenen Spielverläufe vorherzusagen. Je mehr Forschung auf diesem Gebiet betrieben wird, desto näher kommen wir der Antwort auf eine der wichtigsten Fragen der Verhaltensforschung – nämlich wie wir Entscheidungen treffen und wie Gamification dabei funktioniert.
Literaturverzeichnis
[1] Roger B. Myerson. Spieltheorie: Analyse von Konflikten. Harvard University Press, 1992.
[2] Fehr, Ernst, und Urs Fischbacher. (2003). The Nature of Human Altruism. Nature, 425(6960): 785–91.
[3] Sugden, R. The Economics of Rights, Cooperation and Welfare, 2. Auflage, S. 132. Palgrave Macmillan, 2005.
[4] Hewig J., Kretschmer N., Trippe R. H., Hecht H., Coles M. G. H., Holroyd C. B. et al. (2011). Warum Menschen von rationalen Entscheidungen abweichen. Psychophysiology 48, 507–514. 10.1111/j.1469-8986.2010.01081.x
[5] Hajcak G., McDonald N., Simons R. F. (2004). Fehlerbezogene Psychophysiologie und negative Affekte. Brain Cognition. 56, 189–197. 10.1016/j.bandc.2003.11.001.
[6] Babiloni F., Astolfi L., Cincotti F., Mattia D., Tocci A., Tarantino A. u. a. (2007). „Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS 2007“, Tagungsband der 29. jährlichen internationalen Konferenz des IEEE, Paris: 4953–4956.
[7] Pillutla MM, Murnighan JK. 1996. Ungerechtigkeit, Wut und Boshaftigkeit: Emotionale Ablehnung von Ultimatumangeboten. Organ. Behav. Hum. Decis. Process. 68:208–24
[8] Harle K. M., Sanfey A. G. (2007). Zufällige Traurigkeit beeinflusst soziale und wirtschaftliche Entscheidungen im Ultimatum-Spiel. Emotion 7, 876–881. 10.1037/1528-3542.7.4.876
[9] Wang, J.T., Spezio, M., Camerer, C.F. (2010). Pinocchios Pupille: Einsatz von Eye-Tracking und Pupillenerweiterung zum Verständnis von Wahrheitsäußerung und Täuschung in Sender-Empfänger-Spielen. American Economic Review, 100(3), 984–1007.
[10] Meijering, B., van Rijn, H., Taatgen, N. A., & Verbrugge, R. (2012). Was Augenbewegungen über die Theory of Mind in einem strategischen Spiel verraten können. Plos One, 7 (9), e45961.
[11] Peshkovskaya A.G., Babkina T.S., Myagkov M.G., Kulikov I.A., Ekshova K.V., Harriff K.: Der Einfluss der Sozialisation auf die Entscheidungsfindung im „Prisoner’s Dilemma“-Spiel: Eine Eye-Tracking-Studie. Plos One, 12(4): e0175492, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175492 (2017)
