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2019 年度 実施状況報告書

埋没費用効果の生物学的基盤:社会採餌は学習則を変容し不合理行動をもたらす

研究課題

研究課題/領域番号 18K07351
研究機関北海道大学

研究代表者

松島 俊也  北海道大学, 理学研究院, 教授 (40190459)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード埋没費用効果 / コンコルドの誤信 / 最適採餌理論 / 行動経済学 / 行動生態学 / 強化学習
研究実績の概要

【研究の課題】埋没費用効果は本来経済学における用語で、「多くの労働を投資した(コストの大きい)対象に対して、実際に得られる利益日比べて高い価値を付与する」という不合理な行動特性を意味する。既に投資してしまったコストは回収不可能であるから、そのために将来の対象選択を変更する理由がないからである。サンクコスト効果、あるいはコンコルドの誤信として知られており、人間の一見合理的に見える経済的意思決定に潜む深い不合理性を示す例として知られる。
【研究の目標】孵化後間もないヒヨコ(ニワトリ雛)を用いて、餌を得る前に動物が投資する(餌への接近にかかる)時間と歩行距離を実験的に操作することによって、埋没費用効果に相当する現象が再現できるか、さらに行動生態学(最適採餌理論)の予測する行動からも逸脱したものとなるか、を行動学的に検討する。
【方法と結果】I字迷路の左右に給餌装置を置き、中心にはトレッドミル(強制歩行装置)を置いた。ヒヨコは給餌装置にたどり着くと直ちに引き戻され、一定の回数(2回から12回)の強制歩行の後、初めて給餌が始まる。給餌は収益逓減を示し、滞在時間が長いほど給餌率が下がる。強制歩行回数に対する滞在時間の変化を調べたところ、前者に応じて後者が明確にふえた。しかし、滞在時間は最適水準より長く、また不合理な選好性バイアスは生じなかった。
【結論】コストの増加に伴って対象となる餌場の利用時間が長くなったことは、見かけ上、埋没費用効果が生じていることを示唆する。しかし、これに伴って選好性バイアスが生じないことは、不合理な講堂としてではなく、最適採餌理論に基づく合理的な行動変容であると理解できる。しかし、最適レベルより長く滞在時間が延伸する理由は明確ではない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

【進展が見られた点】
1.装置を大幅に改善し給餌と行動計測をほぼ自動化した。これはマウス用に開発された自動給餌装置(小原医科産業製)を導入しそれに合う穀物の餌(稗)を用いるようになったため、またArduinoとレーザー測距センサーを用いてヒヨコの位置を正確に計測しSpike2(英国CED社製)に記録することによって、ビデオ画像を手作業で解析する必要がなくなった。
2.滞在時間が最適レベルから延伸する理由について、いくつかの理論的検討を行った。その一つは生態学に基づくもので、採餌者が潜在的な競争者を前提として行動するよう組み込まれている、とする考えである。自分が餌場を離脱すれば、その後の餌場は競合的他者の独占するものとなるので、それを回避するために自らの利益率が低下した状態でも小さな利益を確保することを選ぶという考えである。これは実際に競合条件に置いた場合の滞在時間がさらに延伸するかどうか、によって検証することができる。もう一つは認知的な限界があると考えるもので、給餌間隔が短い場合にはそれを一回一回別の給餌とみなすことができず、ヒヨコは大量の餌が一度に与えられたとみなすのだという考えである。これは初期の給餌間隔を広げることによって実験的に検証することができる。
【遅滞している点】
実験条件を網羅的に検討しつくしておらず、行動実験を新たに追加して実施する必要がある。

今後の研究の推進方策

これまでの結果から最適採餌理論の枠組みと行動経済学の枠組みの違いが徐々に明らかになった。前者は外形的な利益率(それも累積利益ではなく、漏れ積分によって徐々に過去の履歴を放棄していく中長期平均利益率)の最大化にむけて動物行動が進化していくと考える。他方、後者は効用最大化の枠組みを前提としてそこから本来的に逸脱する行動特性を議論し、それが経済行動の本質であると主張する。現実の動物行動の定量的な解析の結果、そのどちらも説明原理としては有効であるが、行動を定量的に正確に予測できないことがはっきりした。何らかの形で、両者を統合し、さらに背景となる神経機構についても検討を進める必要がある。具体的には最終年度は以下のように研究を進める。
1.定量解析を進めて結果を論文として公表する。
2.生態学と経済学を統合する理論を構築し、その枠組みに簡潔な数学的枠組みをあたえることによって、実証研究を設計する。
3.実証研究について予備的な実験を始める。

次年度使用額が生じた理由

実験に用いる消耗品の購入を計画的に進めたが、必要量を購入する際やや過大な見積もりを行ったため、年度末に1960円の残額を生じたものである。2020年度の助成金と合わせて消耗品の購入等にあてる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Blockade of muscarinic acetylcholine receptor by scopolamine impairs the memory formation of filial imprinting in domestic chicks (Gallus gallus domesticus).2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki N., Fujita T., Mori C., Fujita E., Yamaguchi S., Matsushima T., Homma K.J.
    • 雑誌名

      Behavioural Brain Research

      巻: 379 ページ: 112291

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bbr.2019.112291

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combined predisposed preferences for colour and biological motion make robust development of social attachment through imprinting.2019

    • 著者名/発表者名
      Miura M., Nishi D., Matsushima T.
    • 雑誌名

      Animal Cognition

      巻: 23 ページ: 169-188

    • DOI

      doi: 10.1007/s10071-019-01327-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The chick pallium displays divergent expression patterns of chick orthologues of mammalian neocortical deep layer-specific genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita T., Aoki N., Fujita E., Matsushima T., Homma K.J., Yamaguchi S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 20400

    • DOI

      doi: 10.1038/s41598-019-56960-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Gordian knot of imprinting: functions of biological motion and thyroid hormone2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Matsushima
    • 学会等名
      CogEvo2019 (Rovereto Workshop on Cognition and Evolution)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 数学の認知とその進化的基盤:ヒヨコのコア知識から2019

    • 著者名/発表者名
      松島俊也
    • 学会等名
      日本応用物理学会秋季学術講演会シンポジウム「数理がひもとく自然・生命現象と知的計算能力」
    • 招待講演
  • [学会発表] 刷り込みの研究(1):生物的運動への選好性は記憶形成と共役する2019

    • 著者名/発表者名
      松島俊也・三浦桃子・竹村友里・山口真二・青木直哉・本間光一
    • 学会等名
      日本動物行動学会第38回大会、大阪市立大、大阪市
  • [学会発表] 刷り込みの研究(2):生物的運動は刷り込みの頑健な発達をもたらす2019

    • 著者名/発表者名
      三浦桃子・松島俊也・西大介
    • 学会等名
      日本動物行動学会第38回大会、大阪市立大、大阪市
  • [学会発表] Predisposed developments of economic, social and mathematical comprehension in domestic chicks.2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Matsushima
    • 学会等名
      Yoshida Memorial Lecture, Japanese Society of Comparative Physiology and Biochemistry
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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