ゲーム理論が、複雑な選択を「囚人のジレンマ」や「最後通牒ゲーム」のような制御されたシナリオに単純化することで、意思決定研究をどのように体系化しているかをご紹介します。アイトラッキング、皮膚電気反応（GSR）、脳波（EEG）、表情分析といった生体センサーと組み合わせることで、研究者は意思決定の背後にある感情的・無意識的な要因を解明し、人々が何を選択したかだけでなく、なぜそれを選択したのかをも明らかにすることができます。
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人間は常に選択を繰り返しています。私たちが世の中で生きていく中で、日々の生活は大小さまざまな決断によって形作られています（「今日は何を着ようか」「人生で何をすべきか」など）。この意思決定のプロセス――つまり、私たちがどのようにして特定の行動をとることに至るのか――を理解することは、人間行動研究の中心的な課題の一つです。
現実世界における意思決定のほとんどは、取り得る行動の選択肢が膨大であり、私たちの選択に影響を及ぼしうる無関係な要因も同様に数多く存在します。まさにこの理由から、心理学者や人間行動の研究者にとって、私たちの意思決定を体系的に調査することは、しばしば困難でした。そこで登場するのがゲーム理論です。
以下では、ゲーム理論とは何か、人間の行動実験におけるその活用例、そしてバイオセンサー（特にアイトラッキング、GSR、表情分析、EEG）が意思決定プロセスを詳細に解明するのにどのように役立つかについて考察します。
ゲーム理論とは何か？
「知性ある合理的な意思決定者間の対立と協力に関する数学的モデルの研究」[1]と定義されるこの分野は、本質的に、人々が限られた選択肢――その結果が「良い」「悪い」「中立」のいずれかとなる――にどのように反応するかを考察する学問領域である。
ゲーム理論に関する考え方は以前から提唱され議論されてきたが、この分野が体系化されたのは、1928年にジョン・フォン・ノイマンの著書『ゲーム理論と経済行動』が刊行されてからのことである。その後、ジョン・ナッシュやロバート・アクセルロッドといった数学者たちによって、その理論はさらに発展していった。
ゲーム理論は（経済学や哲学をはじめとする）さまざまな分野で用いられ、研究が進められているが、人間の行動や心理学の文脈においてこのアプローチを考察すると、特に興味深いものとなる。
人々の選択肢を限定することで、意思決定のプロセスを体系的に調査することが可能になる。そうすることで、あらかじめ定められた結果へと至る道筋を、人がどのように選択するのかを詳細に探ることができる。しかし、そうした選択は具体的にどのようなものなのだろうか？
ゲーム理論の実験例
最も初期の、そして最も広く議論されている例の一つが「囚人のジレンマ」である。 このシナリオでは、2人の囚人が刑事から取り調べを受け、相方の囚人を裏切るか、黙秘するかという選択を迫られる。どちらかが（あるいは両方が）裏切らなければ主要な容疑で有罪とする十分な証拠がないため、両者が黙秘すれば懲役1年となるが、裏切られた場合は3年となる。もし両者が互いに裏切れば、両者とも懲役2年となる。
以下に各オプションについて説明します：
- 囚人1と囚人2が互いに裏切れば、二人とも2年間刑務所に収監されることになる
- 囚人1が囚人2を裏切り、囚人2が何も言わなければ、囚人1は釈放され、囚人2は3年間服役することになる（その逆の場合も同様である）
- 囚人1と囚人2がどちらも黙秘した場合、2人とも刑期は1年のみとなる
これは、以下の点からも説明できます：
| 囚人1は何も言わない | 囚人1が裏切る | |
| 囚人2は何も言わない | 各1年 | 受刑者2は3年の刑を言い渡され、受刑者1は釈放された |
| 囚人2が裏切る | 受刑者1は3年の刑を言い渡され、受刑者2は釈放された | それぞれ2年 |
「囚人のジレンマ」を現実世界により即したものとして提示するには、いくつかの方法があり、それによって参加者に、より生態学的妥当性のあるシナリオと、検討可能な選択肢の限定されたセットの両方を提供することができる。上記の例は、最適な選択がしばしば行われないという点で、研究者にとって特に興味深いものである。
純粋な自己利益の観点から言えば、参加者は仲間の囚人を裏切るべきである。そうすれば、自分が裏切らずに相手が裏切った場合、釈放されるか、少なくとも刑期が2年短縮される可能性があるからだ。
しかし、人類にとって心強いことに、人々は通常、協力的な行動をとります[2]。そして、互いを裏切るようなことは口にしません。 さらに興味深く、かつ複雑にするために、このシナリオを何度も繰り返して、過去の行動が考慮される場合に各参加者がどのように振る舞うかを観察することができる。仲間の囚人に裏切られた場合、当然ながらその参加者は将来その相手を信頼しにくくなるため、「目には目を」という形で裏切りが報復される可能性が高まる。
このプロセスがどのように、そしてなぜ起こるのかを理解することは、人間行動の研究者にとって中心的なテーマである。
チキンレース
もう一つの典型的な例は「チキン」（別名：ホーク・ダヴ・ゲーム、あるいはスノードリフト・ゲーム [3]）であり、これは2人の「プレイヤー」が別々の車で互いに向かって高速で走行するというものです。一方（あるいは双方）が衝突を避けるためにハンドを切れば、その方が「チキン」となります。もしどちらもハンドを切らなければ、衝突し（そして、まあ、死んでしまいます）。
これまでと同様に、結果を表にまとめることができます。
| カー2は走り続ける | |
| 1号車は走り続ける | 両方ともクラッシュする |
| 1号車が急ハンドルを切る | 1号車が敗れる |
このゲームの論理は、核戦争に当てはめられた際に特に有名になった。つまり、二つの国が互いに核爆弾で威嚇し合い、どちらかが「方向転換」して事態を収拾しない限り、相互破壊へと突き進んでいくというものである。
言うまでもなく、ゲームは上記で示した2つよりもはるかに複雑になる可能性があり、それぞれの変更点によって、人間がどのように意思決定に至るのか、またその意思決定がどのような形をとるのかについて、異なる洞察が得られる。
他にも多くの例がありますが、その一部を以下に挙げます：
ゲーム理論と人間行動の研究
さまざまな研究により、アイトラッカー、GSRセンサー、表情分析、脳波（EEG）といった装置を活用することで、ゲーム内での意思決定プロセスをより詳細に解明し、理解することが可能であることが示されている。
その一例として、「最後通牒ゲーム」[4]が挙げられる。最後通牒ゲームでは、あるプレイヤーがもう一人のプレイヤーと、任意の割合で金銭を分配することができる。もう一方のプレイヤーは、それを受け入れる（その場合、金銭はその割合に従って分配される）か、拒否する（その場合、どちらにも金銭は渡らない）かの選択をする。
受け取る側にとって合理的な選択は、常にそのお金を受け取ることだろう。何もないよりは、いくらでもましだからだ。しかし、当然のことながら、人間の行動はそう単純ではない。
Hewigら（2011）は、感情が意思決定にどのような影響を与えるかを評価するため、最終提案ゲームにおいて脳波（EEG）と皮膚電気反応（GSR）の両方を用いた。彼らは、GSR反応が嫌悪刺激とどのように関連しているかを示した先行研究に基づいて研究を行った[5]。
（以前は嫌悪刺激と関連付けられていた）皮膚電気反応（GSR）を分析した結果、これらの反応は「合理的」とは言えない行動と関連していることも判明した。これにより、感情が私たちの意思決定能力にどのような影響を与えるか、そしてそのメカニズムをどのように追跡できるかが示された。
前述のゲームでは、複数のプレイヤー間の協力が重要な要素となる場合が多いため、研究者たちは複数の参加者の脳波（EEG）活動を同時に測定する研究も行ってきた[6]。Babiloniら（2007）はこの手法（EEGハイパースキャニングと呼ばれる）を用いて「囚人のジレンマ」を調査し、皮質活動（感情の制御に関与する前帯状皮質）と裏切りの可能性との間に相関関係があることを明らかにした。
これは、感情的な判断を下す仕組みを制御するプロセスを垣間見る一つの方法を示していた。
他の研究例からも、ゲーム環境において感情が将来の意思決定を左右する上で重要な役割を果たすことが示されている[7, 8]。表情分析は参加者の感情状態に関する情報を提供できるため、この手法を用いることで、そのような感情の変化が、どのような意思決定がなされるか、あるいはなされないかにどのような影響を与えるのかを解明できる可能性がある。
他の研究では、ゲーム理論に基づく意思決定課題において、参加者の視線や瞳孔反応の測定データが、潜在的な欺瞞の解明にどのように役立つかを検討している[9]。この手法はゲームの文脈でもさらに応用され、あるプレイヤーが相手プレイヤーをどう認識しているかが、意思決定の結果にどのような影響を与えるかを理解する一助となっている[10]。
また、最近の研究では、アイトラッキング用メガネを用いることで、囚人のジレンマ課題における意思決定への社会化の影響に関する情報を得られることが示された。研究者らは、非協力的な選択肢への注目度が高まることが、そのような結果（すなわち、沈黙を守るのではなく裏切ることを選択すること）と関連していることを明らかにした [11]。
アイトラッキングを用いて、社会的プロセスに基づく意思決定の影響を追跡することで、私たちの無意識の行動でさえも大きく変化し得ることが示され、将来の行動を予測する手がかりが得られる。
Z-Treeなどのソフトウェアは、こうしたゲーム理論の実験を開発・実施するためによく使用されます。このツールはAPIを活用することでiMotionsに統合可能であり、複数のセンサーを用いた調査を容易に行うことができます。これにより、バイオセンサーを用いて意思決定のメカニズムをより深く理解するといった、上記のような実験をスムーズに実施することが可能になります。
上記の研究はいずれも、バイオセンサーがゲーム理論の実験にどのような知見をもたらすか、また、これらのゲームのあらかじめ定められた展開の中で、私たちの行動を予測するのにどのように役立つかを示しています。こうした研究が進めば進むほど、人間行動研究における最大の謎の一つ――私たちがどのように意思決定を行うのか、そしてゲーミフィケーションがどのように機能するのか――への理解に一歩近づくことができるでしょう。
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参考文献
[1] ロジャー・B・マイヤーソン『ゲーム理論：対立の分析』ハーバード大学出版局、1992年。
[2] Fehr, Ernst, and Urs Fischbacher. (2003). 「人間の利他主義の本質」. Nature, 425(6960): 785–91.
[3] Sugden, R. 『権利、協力、福祉の経済学』第2版、132ページ。Palgrave Macmillan、2005年。
[4] Hewig J., Kretschmer N., Trippe R. H., Hecht H., Coles M. G. H., Holroyd C. B., et al. . (2011). なぜ人間は合理的選択から逸脱するのか. Psychophysiology 48, 507–514. 10.1111/j.1469-8986.2010.01081.x
[5] Hajcak G., McDonald N., Simons R. F. (2004). エラーに関連する心理生理学的反応と否定的感情. 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., et al. (2007). 「医学・生物学工学学会（EMBS 2007）」、『IEEE第29回年次国際会議論文集』、パリ：4953–4956。
[7] Pillutla MM, Murnighan JK. 1996. 不公平感、怒り、そして恨み：最終提案に対する感情的な拒絶. Organ. Behav. Hum. Decis. Process. 68:208–24
[8] Harle K. M., Sanfey A. G. (2007). 「偶発的な悲しみが最終提案ゲームにおける社会的・経済的決定に及ぼすバイアス」。『Emotion』7、876–881。10.1037/1528-3542.7.4.876
[9] Wang, J.T., Spezio, M., Camerer, C.F. (2010). 「ピノキオの瞳孔：アイトラッキングと瞳孔拡張を用いて送信者・受信者ゲームにおける真実の伝達と欺瞞を理解する」。『American Economic Review』, 100(3), 984–1007.
[10] Meijering B., van Rijn H., Taatgen N. A., Verbrugge R. (2012). 戦略ゲームにおける「心の理論」について眼球運動が明らかにすること. Plos One, 7 (9), e45961.
[11] Peshkovskaya A.G., Babkina T.S., Myagkov M.G., Kulikov I.A., Ekshova K.V., Harriff K.: 「囚人のジレンマ」ゲームにおける意思決定に対する社会化効果：アイトラッキング研究。Plos One, 12(4): e0175492, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175492 (2017)
