神經經濟學是什麼?能吃嗎?

神經經濟學連結了神經科學、心理學及經濟學,嘗試破譯人類複雜的決策行為。
經濟學常以「理性」作為理論發展的先決假設,然而影響人們經濟行為的因素卻相當龐雜。圖片來源:twitr­covers.com

你翻開經濟學的教科書,昏昏欲睡的讀著最後通牒賽局理論(ul­ti­ma­tum game):賽局中有兩位玩家,一位是提議者(pro­po­ser),另一位是反應者(res­pon­der),兩者在賽局中瓜分一固定且雙方都知道的金額或餅。提議者擁有提議瓜分比例的權力,反應者可選擇同意瓜分比例或否決;一旦反應者否決提議,則兩人皆會一無所得。此理論有一精確的結論,提議者只會分給反應者一小點錢或餅,而反應者只要獲得大於零的錢或餅便會接受,畢竟聊勝於無1

嗯?真是如此嗎?你小小的腦袋亮起了問號,又動手上網查了查,發現實驗經濟學揭示了完全不同的結果:根據 Alan G. San­fey 等人 2003 年在 Sci­ence 發表的研究2,提議者多半提出五五對分,因為越不公平的提議,被拒絕的可能性就越大;若提出 80-20 或更不公平的方案則幾乎必定遭到拒絕。

這暗示了情緒會干擾人們的理性選擇,造成賽局理論的預測失利。

這和賽局論的預測截然不同!這時,你昏沉的腦袋完全清醒了,只想趕快找到造成此矛盾的解答:San­fey 使用功能性磁振造影(func­tion­al mag­ne­tic re­so­nance,f­M­R­I)觀察受試者發現,當反應者看見不公平的方案時,大腦中和情緒反應相關的前腦島(an­ter­i­or in­su­la)與權衡利害的背側前額葉皮質(dor­so­la­ter­al pre­fron­tal cor­tex)會有腦波反應,且反應者的不同意與腦島的腦波強度具有正向關係。這暗示了情緒會干擾人們的理性選擇,造成賽局理論的預測失利。

經濟學常以「理性」作為理論發展的先決假設,然而影響人們經濟行為的因素卻相當龐雜,使得理論的預測與實際行為可能相悖;而從二十世紀末以來,科學工具的日新月異,讓我們對行為科學的認識更上層樓。這兩者的結合促成了神經經濟學的誕生。

什麼是神經經濟學?

神經經濟學嘗試連結神經科學、心理學及經濟學。透過神經科學的技術與儀器,科學家及經濟學家企圖觀察人類進行經濟決策的行為模式,進而預測人們的經濟行為。普林斯頓大學神經科學院的 Jo­na­than Co­hen 認為,經濟學及心理學乃是同一門學科。

他以在出生時就被迫拆散的手足來形容這兩者,並解釋道,這兩門學問在很多層面上都在研究相同的現象:行為決策、價值觀與判斷、捷徑思考(heu­ris­tics)3。一方企圖以觀察之現象及實驗來驗證,另一方則根據抽象、理論性的角度剖析。

人類的行為是相當複雜的,目前有相當多的理論在探討人類的行為,但卻時常缺乏足夠的數據來支持,因此心理學家花費相當多的心力,收集大量數據來支持現有的理論,而經濟學家則發展大量的理論來預測行為。Co­hen 表示,神經經濟學不僅揭露了經濟決策行為背後,神經系統的運作機制,同時也能以數學工具爬梳心理學及神經科學的理論4

有關人類決策行為的經濟學理論

二十世紀時,有關人類決策行為的研究大多由經濟學理論主導,其中以主張人類行為的本質是理性的、人們在行動前會考量利弊得失而做出決定的「理性選擇理論」(ra­tion­al cho­ice the­o­ry),以及根據消費者的購買行為判斷其偏好的「顯示性偏好理論」(re­veal­ed pre­fer­en­ces the­o­ry)最受推崇。

當時的經濟學家企圖以數學函數的最大化來預測人們的選擇,此一函數被稱為價值函數(va­lue func­tion)。價值函數的最大化是以一簡潔的方法來歸納選擇,以此方法,經濟學家不需來回比較每個選擇的利弊得失,而是直接以價值最大者作為其選擇的結果。

然而這個方法卻無法反映出人們的偏好及需求,也無法觀察出人們選擇行為的背後是否具有一定的規律。因此在隨後的幾年,學者們以經驗數據修正了價值函數,其中又以展望理論(pro­spect the­o­ry)為集大成者。展望理論預測人們在不確定的條件之下的決策行為,以參考點、「得」與「失」兩個區域中的差異曲率,及機率權重(pro­ba­bi­li­ty weight­ing),來評估效用最大值。

此理論的成功之處在於其能容納認知誤差;舉例而言,損失厭惡(loss a­ver­sion)不只是人們規避風險的傾向,也是個體預期其會「得」或「失」,而造成選擇差異的認知誤差5。由於加入了心理因素的考量,展望理論成功解釋了許多原本經濟學上無法解釋的非理性行為,這也讓提出此理論的 Da­ni­el Kah­ne­man 在 2002 年獲得諾貝爾經濟學獎。

《快思慢想》(Thinking, Fast and Slow)的作者 Daniel Kahneman,因提出了展望理論而獲得 2002 年諾貝爾經濟學獎。圖片來源:quo­ra.com

在 Kah­ne­man 之後,也有許多學者提出不同的理論,如 Her­bert Si­mon 的滿意度模型(sa­tis­fi­cing mo­del)6及 Gerd Gi­ger­en­zer 的適應性工具箱(a­dap­tive tool­box)。Si­mon 認為人們不可能總是把所有面向都考慮到,而做出價值最大化的選擇;根據他的觀點,在現實世界中一個好的決策不一定是最佳的選擇,而人們的決策行為來自其當時的滿意度7。Gi­ger­en­zer 則以有限理性(bound­ed ra­tion­a­li­ty)為基礎,提出了生物學及社會進化使人們具備一套心理捷徑(heu­ris­tic),讓人們可以快速做出反應的「適應性工具箱」,Gi­ger­en­zer 認為,當人們在進行決策時,常利用適應性工具箱,而非複雜而理性的計算8

神經經濟學時代的來臨:從了解選擇行為到了解神經迴路的運作

神經經濟學關注一個經濟決策行為的發生時,人的神經迴路如何運作、使用何種演算法;這使得決策行為更易被理解及闡釋。

非侵入性的神經影像學技術,如 f­M­R­I 的出現與興起9,讓經濟學家與神經科學家開始嘗試以生物學為基礎,來探索經濟理論中的選擇行為。神經經濟學關注一個經濟決策行為的發生時,人的神經迴路如何運作、使用何種演算法;這使得決策行為更易被理解及闡釋。

很快地,神經經濟學家便有許多重大的發現,包括頂葉皮質(pa­rie­tal cor­tex)在決策中扮演的角色10、眼眶額葉皮質(or­bi­to­fron­tal cor­tex)與日常經濟交易的支付意願之關聯性11等。近年來,研究者對於價值最大化在神經層面如何運作提供了更多的細節,並以心理物理學中的漂移擴散模型(drift-dif­fu­sion mo­del)12及神經網絡的交互抑制來更進一步說明。

神經經濟學的研究也讓許多異常的選擇行為得以被解釋。舉例而言,研究者發現,原本擁有兩種選擇的受試者,在出現了第三種明顯不利的選擇之後,傾向選擇原有兩者中較劣等者的比例,相較於未有第三種選擇的受試者來得高。

這個不合常理的選擇,可用分裂正規化(di­vi­sive nor­ma­li­za­tion)來解釋。從生物物理學的角度來看,分裂正規化的發生乃是因為一個神經元的興奮,受到它附近活化的神經元的影響,其被認為是感覺系統中典型的神經運算模式;經過分裂正規化後,所有的訊號輸入,如光、聲音、選擇的價值等,會被重新調整以符合預設的範圍13。所以在看到第三種選擇後,原先衡量的價值在腦中被重新調整,造成了最後的結果;這個發現讓神經經濟學家振奮不已。

而雖然目前有許多成功的神經經濟學研究計畫,仍有一些經濟學家認為這些研究與經濟理論的關聯性極其微小。他們認為即便了解了神經系統是如何執行演算、什麼樣的生物物理性限制造成人們違背經濟學理論,這些知識對於選擇理論的發展並沒有實質的幫助14。但不可否認的是,神經經濟學提供了檢視及驗證經濟學理論的方法,而且透過神經經濟學的研究,我們觀察到許多以往並不知曉的腦內現象,這提供經濟學修正傳統理論的方向,也開闊了發展新理論的空間。


  1. 楊建成(民96)。最後通牒賽局理論與研究簡介。社會科學論叢,1.2: 1-22。 

  2. Sanfey, A. G., Rilling, J. K., Aronson, J. A., Nystrom, L. E., & Cohen, J. D. (2003). The neural basis of economic decision-making in the ultimatum game. Science, 300(5626), 1755-1758. 

  3. 在認知心理學中,捷徑思考(heuristics)或稱捷思法,是相對於一步步經過縝密推理的演算思考(algorithm)而言,在未對問題有清楚的瞭解,而透過相似情境的經驗,產生的問題解決方案;其未必是全然正確或最佳解答,但通常可以快速並充分處理問題,節省思考資源。常見的捷徑思考如試誤法、常識、直覺、刻板印象、經驗法則、據理推測(educated guess)等。 

  4. Cohen, J. D. & OCallahan, T. (2010). What is neuroeconomics. Yale Insights.  

  5. Bossaerts, P., & Murawski, C. (2015). From behavioural economics to neuroeconomics to decision neuroscience: the ascent of biology in research on human decision making. Current Opinion in Behavioral Sciences, 5, 37-42. 

  6. Simon, H. A. (1956). Rational choice and the structure of the environment. Psychological review, 63(2), 129. 

  7. 「Satisficing」一詞由 Simon 所創,結合了滿意(satisfy)與充足(suffice)兩個動詞,意即為足以達到某個閾值的滿意程度。 

  8. Gigerenzer, G., & Selten, R. (2002). Bounded rationality: The adaptive toolbox. MIT press

  9. 有關fMRI近來掀起的爭議,感興趣的讀者可以參考:腦造影研究全面崩盤?以及Debunking the myth that fMRI studies are invalid 

  10. Platt, M. L., & Glimcher, P. W. (1999). Neural correlates of decision variables in parietal cortex. Nature, 400(6741), 233-238. 

  11. Plassmann, H., O’Doherty, J., & Rangel, A. (2007). Orbitofrontal cortex encodes willingness to pay in everyday economic transactions. The Journal of neuroscience, 27(37), 9984-9988. 

  12. 漂移擴散模型(drift-diffusion model)係假設單步驟的簡單(而非多步驟而需要推理者)、在A與B二者中擇一的思考過程,是由來自刺激的資訊逐漸累積,從剛開始的噪音(noise)逐步明朗化,最後來到上限閾值後即做出回應A,若來到下限閾值則做出回應B。在這個模型中,由接收刺激開始到做出決定的過程,稱為漂移(drift),若所獲得的資訊證據力強,則漂移的過程會加快,從而解釋為何個體可以較快做出決定。Ratclif, R. & McKoon, G. (2008). The Diffusion Decision Model: Theory and Data for Two-Choice Decision Tasks. Neural Comput, 20(4), 873–922. 

  13. 同前揭註 4。 

  14. Bernheim, B. D. (2008). The psychology and neurobiology of judgment and decision making: Whats in it for economists. Neuroeconomics: Decision making and the brain, 115-125. 

文:陳庭榕(意識物)

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