研究の限界とは？限界の種類や事例からその書き方まで解説

研究論文を読んだり執筆する場合、研究の限界の課題についても聞いたりすることがあります。

研究の限界とは、自身が取り組んだ研究方法では明らかにできない事象が、みつかることともいえます。

本記事では、研究の限界について、限界の種類や事例からさらには書き方に関する解決法まで解説します。

研究の限界とは  

研究論文などで研究成果を示す場合に、研究の限界とは、自身の研究の妥当性を証明する上で欠かせないものです。

研究の限界を明確にすることにより、その研究の信頼性と妥当性を示す役割があり、研究自体の信頼性を高めることができる重要な指標ともいえます。

どのような研究にも限界があり、研究の限界は、方法あるいは研究デザインの条件によって生じ、研究に影響を与える可能性があったりします。研究の限界は、研究内容のみにとどまらず、これから記載する研究論文にも影響することもあります。

論文投稿時の研究論文の審査や評価に影響を及ぼすことを恐れるあまり、研究の限界について記載したくないという考えが生じたりします。しかし、研究の限界について研究論文で論じたり、他の研究者や学術誌の査読者などに示すことは大切な作業です。

また研究の限界が、研究の結論や所見にどのように影響しているかも明確に説明しなければなりません。このように研究論文においては、研究公正面からも妥当性のある記載を「研究の限界」に対して実施していくことが大切です。

研究の限界の種類

このような研究の限界の種類について、以下に解説します。

 研究計画からの限界

研究の限界の種類には、まず研究計画自体からの限界もあります。

研究環境などを含む、研究計画に基づく制限がある場合は、最終的な結果または研究成果にも関与する可能性があります。研究の目標や研究課題の設定の精度などもあり、具体的な研究計画自体が、研究の限界にも影響します。

演繹的な研究計画では、実験系などのデータ解析を用いて、大量な測定値と変数に基づいて要因を特定したりするものです。たとえば、少し前の例になりますが、コロナウイルスが蔓延していたときに、外出率とコロナ感染率などの調査研究がかなり実施されました。

このような場合では、外出の程度とその際の感染率という変数との関係を調査研究することができますが、計画に起因するそれなりの研究限界がついてまわります。

研究開始時には、事前に研究計画や研究方法などについて充分検討するのが通常です。研究計画にそって実験をおこない、実験データを得ることになりますが、対象となる試料の選択や、実験系の開発を行うなど、適切な手順設定も場合によって必要です。

また研究の限界が生じる場合があり、たとえば実験などにおいて、事前に予想していた結論が導き出せなかったケースが研究の限界にも該当します。

ただ予想していなかった結論でも、その後科学上の大発見につながったケースもあり、一概にはいえません。研究を始める前はその結果はわからないため、充分な事前準備を整えて実験に取り組んでいくことが大切です。

このような研究方法による研究の限界を生まないためには、事前の段階で研究方法含む、遂行計画についても深く検討しておくようにします。 

サンプルサイズからの限界

研究の限界には、実験に用いるサンプルサイズからの影響も関与しています。

実行する研究課題にも関係しますが、実施する研究で有効な結果を得るためには、十分なサンプルサイズを用いる必要があります。サイズが小さすぎるときは、統計的検定が不十分となり、実証しようとする要因間の関係性の立証が難しくなります。

ただヒトを用いた心理学研究など、十分なサンプル数を得るのが困難なときもあります。このため心理学的な研究では、単なる定量的データ収集とは異なる手法なども開発されています。

研究の遂行において、サンプルサイズは重要で、適正なサンプルサイズを設定することが大切です。研究結果を踏まえ、さらに正確な結果を導き出すために、他の研究に期待するなどの記載は、研究論文においてもよく見受けられます。

なおサンプリングの偏りについても注意を払う必要があります。選択されたサンプルが代表的ではない場合によく発生し、この結果、偏った結果につながります。

このため、研究計画設定時には、そのバイアスを最小化することが求められ、ダブルブラインドテストなどにより、その偏り要因の低減が実施されています。

このような状況によって、調査研究に十分なデータが収集できなかったり、データへのアクセスが非常に難しかったりすると、調査が不完全になる恐れがつねにあります。サンプルサイズを研究計画の段階で、よく設計しておくことが大切です。

統計処理からの限界

研究の限界には、サンプルサイズに加えて、統計処理の手法も深く関与しています。

研究論文において、研究結果の部分は論文のキーとなる部分であり、図表なども用いて明確に記載する必要があります。また適切な統計処理ソフトを用いることも重要で、使用ソフトの記載もかなり実施されています。このように最新の注意をもって、そのデータ自体の信憑性についても保証しなければなりません。

さらに適切なサンプリング技術やダブルブラインドテストを使用する必要があり、バイオ関連や医薬品開発などでは、とくに必要な技術です。とくにダブルブラインドテストは、米国では実験心理学分野などで従来から多用されており、研究論文にも同テストが必ずといっていいほど記載されています。

なお研究論文に、どの図表を載せるかは、当該研究の目標や目的等にそって選択します。たとえば、実験系の開発自体が原著論文の目的の場合は、標準物質の測定データと目標とする対象物の測定データなどは、かならず両方とも載せておきます。

これにより、当該の実験値が、測定系自体の要因により生じたものか、対象物が持つ要因による値なのかを判別するようにします。また研究論文では、実験結果の項目で統計処理結果のみを記載するようにし、その解釈は考察で実施することも大切です。

研究の限界における事例とその解決法 

研究の限界とは、どのような事例から発生するものなのでしょうか。ここでは、研究限界の事例とその具体的な解決法について検討します。

研究課題事例における解決法  

研究の限界について、まず研究課題から来る要因とその解決法について解説します。

まず研究においては、研究を完了させるのに研究計画を設定しています。計画実施に向けた作業を進めていきますが、研究課題の内容そのものが研究に影響を及ぼすこともあります。研究時間が限られていることを前提として、よりよい解決法を検討することも大切です。

ここでは、当方の修士論文をとりあげてその事例を紹介します。

（修士論文名：固定化プロテアーゼの調整とチーズ製造への利用） 

本研究では、牛乳を原料として、固定化プロテアーゼによる反応過程（液体による処理）とチーズ製造過程（液体から固体へと変化する処理）という異なるパートから成っています。まず固定化プロテアーゼで牛乳（液体）を処理して、連続的にチーズ（固体）を製造しようとしたのですが、当初はなかなかうまく行きませんでした（下記括弧内を参照）。 

「・・・したがって、固定化カラム内での凝集を防ぎ流速を低下させないで、長期にわたる連続処理をおこなうためには特別の工夫を要するが、本研究では図〇に示すような方式を採用することによって、上記の難点を克服しようと試みた。

すなわち、まず第一に乳酸発酵過程とプロテアーゼ作用過程を入れ替えることによって、pH7で生乳に凝乳酵素を作用したので、カラム内での凝乳を結果的にさけることができた。

第二に、比較的耐熱性のあるアルカリプロテアーゼを用いたことや、固定化することにより、50℃での温度での生乳処理が可能となった。このため酵素反応中の微生物汚染をさけることができ、しかも相対的な酵素活性が増加したので、Olsonらの用いた0.36L/hrという流速に対し、1.8L/hrという5倍の流速ではるかに長期にわたって処理できるようになった。」 

プロテアーゼは酵素のひとつで、チーズ製造に通常使用されるレンネット酵素と同様に、牛乳中のタンパク質（カゼイン）を加水分解する機能を有しています。以下に、通常のチーズ製造過程を記載します。

牛乳⇒　乳酸菌発酵（酸度増加）⇒　レンネット酵素添加⇒　凝乳⇒　チーズ

この製造プロセスに、固定化プロテアーゼ反応という処理過程を加えるので、当初はなかなかうまくいきませんでした。試行錯誤を含めて、結果的に下記のようなプロセスを用いることにより、研究課題そのものから起因する研究限界の解決ができたのです（下記参照）。

牛乳⇒　固定化プロテアーゼ反応⇒　乳酸菌発酵（酸度増加）⇒　凝乳⇒　チーズ

乳酸菌発酵と、酵素反応の処理過程を逆にすることにより、結果的に研究の限界をクリアーすることができたといえます。また当該分野において、新たな製造プロセスを提案しているともいえます。

データ収集事例における解決法  

研究の限界には、データ収集法自体からくる限界もありえます。このような問題をクリアーするためには、研究論文において、あらかじめその収集方法などを紹介しておくことが大切です。

たとえば研究論文などでは、データ収集方法として、研究対象である試料（たとえばヒトも含まれる）と測定法の両方が大切です。とくに英文論文の場合では、METHODS AND　MATERIALSとして記載される重要項目です。 

データ収集事例として、当方の博士論文における一部の研究パートを取り上げて記載します。

（博士論文名：PSYCHO-PHYSIOLOGICAL STUDIES ON BITTER TASTE SENSITIVITY）/

苦味感受性に関する心理生理学的研究）

＜Bitter taste sensitivity determined by human sensory assessment＞

この部分は、「苦味感受性をヒトを用いた官能評価」で解析する研究パートです。この中には対象であるヒト（Subjects）と、閾値の測定法（Detection thresholds）の両方が記載されています。

＊Subjects：

Subjects were all healthy, young, adult males and females recruited by public advertisement form Philadelphia area. Criteria for exclusion included use of any form of tobacco and current health disorders or use of medications reported to alter taste and smell.

（本実験に参加した被検者のリクルート条件などを記載しています。ヒトを用いる研究では、研究方法の設定において被検者の扱いも重要です）

The experiments were approved by the University of Pennsylvania Committee on Studies Involving Human Beings.

（ペンシルベニア大学の倫理委員会において、本研究が許可され且つ、その規定に沿って実験されることを示しています）

＊Detection thresholds：

Detection thresholds were determined by staircase method with a triangle procedure. To begin a trial, subjects rinsed twice with distilled water. They were then presented three cups containing 10ml samples. One contained the taste compound and two cups contained distilled water. A rinse was interspersed between each sample. The subject’s task was to identify the cup with the taste.

（味覚閾値を、順番にその濃度が上昇していく「階段法（staircase method）」で測定することを記載している部分です。また各階段部分での測定には、いわゆるトライアングルテスト（テストとブランクから構成される3試料のうち、どれかひとつがテスト試料なので、それを当てる）を用いています。）

研究プロセス事例における解決法 

さらに研究遂行プロセスによる研究の限界は、実際にはかなりの部分を占めています。

これらを実験ノート等を参照しながら、過不足なく箇条書きで論理的な展開にそって記載します。また図表の掲載時には、対象実験（コントロール）やバックグラウンドのデータも必ず追記します。実験結果の項目でも記載した、統計処理については的確に使用して記載することが大切です。

研究者自体のバイアスの問題もあり、偏った見方は研究に影響を与えかねません。研究の正当性も疑われかねないこうした問題を避けるためには、結果の記述方法とともに、バイアスの影響を受けない適切な情報・データの収集方法を検討し、実行したことを述べるとよいでしょう。 

研究者自身が何らかの偏見をもっていれば、研究の限界が生じる場合があります。適切な研究デザインや研究方法などを定めていても、研究者自身に問題があると研究が上手く進まなくなる可能性があるからです。

たとえば神経生理学分野では、微細な神経系の構造上の状況の理解とそれを実際に神経の反応として測定するという高度な手技が必要です。高度な測定器が単にあれば良い訳ではなく、ほぼ脳神経外科医師などのレベルと同様な知識と経験という、いわば研究の限界に類似した問題ともいえます。

また研究分野によっては、ときに発生する現象に起因した実験上の課題もあります。

先ほどの修士論文例で恐縮ですが、研究実施中に下記のような現象（連続反応系の立ち上がり現象）が見受けられました。連続反応系、とくに固定化カラムを用いた反応系でたまに生じる現象で、反応工学上は重要な指標となっています（下記括弧内、論文より抜粋）。

「連続酵素反応における立ち上がり現象について

　連続酵素反応中、活性が一時増加したのち減少し始めるという立ち上がり現象に関する実験的な解明を試みた。この結果、本固定化プロテアーゼのように担体として多孔質な樹脂を用いた場合、担体内部への基質の拡散効果が無視できないことが明らかとなった。・・・」 

最初の研究計画設定時には必ずしも予見されていなかったデータが出ることもあり、このような場合は、寧ろ、積極的に論文にも記載しておくことが大切です。

研究の限界の書き方

ここでは研究の限界に関する、適切な書き方についても紹介します。

研究の限界は、自身の研究論文の中で記載されることになります。このため論文の考察の最後には、本研究の限界と今後の課題を書くようにします。研究の限界を書くことによって、自身の研究課題の遂行プロセスの振り返りと、この論文では、ここの部分の検討が不足しているということを明示しておくようにしましょう。

研究の限界の適切な記載法 

研究の限界の記載とは、実際にはどのようにあるべきでしょうか。

限界の記載においては、まず研究の限界自体を特定し、その重要性を説明します。また、必要な詳細や特性に関する情報を提供し、選択した研究内容の妥当性も明記すべきです。場合によっては、今後、そうした限界をどのように克服できるかの示唆を記すようにすればベストです。

こうしたことを示すことによって、論文の著者は当該研究における潜在的な問題点を認識した上で解決策を提示している、と示すことができます。研究におけるあらゆる研究限界を明示すれば、当該論文の質を明確に向上させることにもつながります。

このような研究論文を執筆する上で、研究結果と考察の部分はとくに大切で、考察の目的は、結果の意味を明確に説明することです。考察部分は、実験結果を記載したのちに分けて書き、はっきりとわかるように記載します。

実験結果からは、類推が難しい内容を含む考察部分の記載はさけるようにします。自身が採用した実験手法の限界などによる実験結果については、ありのままに明記しましょう。

さらに研究論文として、研究課題で設定した問題点を、研究結果とともに検討して考察をおこないます。研究結果の考察は、論文で自身の考えも記載できる一番重要な部分です。 

研究課題がどのように達成できたのかを含めて、総合的な解説となっていることが大切です。なお執筆前に、記載したい考察結果を明確にしておき、箇条書きで記載しておくと、非常に役にたちます。

実際の論文執筆時には、この箇条書きをみながら執筆していきます。研究課題との関連性からも考察し、総合的な解説の文章としてまとめていくようにします。

研究の限界記載時の注意点 

研究の限界の書き方において、注意すべきポイントについても解説します。

研究の限界を包み隠さず明確に記載し、より信頼度の高い研究論文を作成することが大切です。

論文の結論においては、これらの研究限界を認識していることを示し、それが研究から得られる結論にどのように影響するかを説明することによって、それについてコメントするようにします。他の研究者より先に問題を開示することで、当該分野における自身の研究の質も向上させることができます。

また研究の限界を強調することは、当該研究の未到達の部分も検討し、研究課題を十分に理解していることを意味しています。研究の限界を当該分野の研究の今後の改善につなげる絶好の機会と考えることもできます。

さらに研究結果について、できるだけ客観的な評価や考察をおこないます。自身の研究によって、どのような有効性が確かめられたか、他の研究と比較してどのような新規性があるかなどの解説もつけます。

もし実験や解析などがうまくいかなかったときは、その内容をありのままに記載し、さらに自身の研究でいたらなかった点などにもふれて明確化しておくことが必要です。研究の限界を隠して誤った結果を公表すれば、隠ぺいに該当する場合もあります。

研究の限界を示したうえで、今後の研究の方向性についても記載することが重要です。自身の研究を振り返ったうえで、次にどのような研究をすべきか自分なりの考察をまとめておきます。

新規性のある代替案を提示できる場合は、あわせて記載しておくのも良い方法です。また、当該研究の発表後の議論へつながるような方向性を示ようにすれば、学術論文として、当該分野の研究のさらなる発展にも貢献することができます。

まとめ

研究の限界について、限界の種類・要因から、さらには書き方に関する解決法まで解説しました。

研究の限界を隠して、もしも妥当ではない結果を公表すれば、場合によっては隠ぺいなどの不正行為に該当する場合があります。寧ろ積極的に、その限界の程度を自身の研究論文にもあらかじめ記載しておくことが、その解決策ともなります。 

日本ではとかくなるべく穏便にいろいろな事項をすませたいという慣習や慣行があったりします。日本の自治体でもかなり先進的なところもありますが、とくに中央省庁の中には、未だ旧態依然としたところがあります。

とくに外務省などは対外的課題の解決において、とくにこの傾向が強いように感じられ、寧ろ、防衛省などの方が防衛装備品開発状況まで公開しています。もちろん秘密事項まで公開できませんが、国連にたよるだけでなく、積極的に世界に向かって自国のアピールはすべきです。 

国内企業でもリスク発生時の対応に、その企業の姿勢がすぐに現れます。たとえば最近のサイバー攻撃などへの対応では、あるビール会社では記者会見まで2か月もかかったなどの対応があったりします。

同じ頃に攻撃をうけた物流会社が、比較的早くその事実を公開説明したのに対して、より一般消費者に接しているはずの企業の方が、遅くなっています。個人情報の漏洩における秘密保持対策などをその理由としていますが、一般消費者向けの対応としては前時代的です。

日本では穏便にすませたいという慣習や慣行などが、企業や官公庁に以前あったことは否めませんが、現代ではそのようなスタンスは明治時代などの遺物です。アピールしている事実が逆に間違ったような国々もありますが、正確な情報は全面的に公開していくという姿勢が、現代の民主主義国としてもベターです。

最近日本では、いろいろな議員から自治体の首長、さらには企業の経営者など、自分に都合の悪いことは、説明責任を果たさないトップが増えています。企業などのコンプライアンス研修でも経営層にまず実施させるのが先決と思われる場合もあり、的確な開示と説明がさらに求められているともいえます。 

本記事が、研究の限界について調べている研究者などのみなさまのお役に立てば幸いです。

Readableを使って研究効率を上げよう

研究や論文執筆にはたくさんの英語論文を読む必要がありますが、英語の苦手な方にとっては大変な作業ですよね。

そんな時に役立つのが、PDFをそのまま翻訳してくれるサービス「Readable」です。

Readableは、PDFのレイアウトを崩さずに翻訳することができるので、図表や数式も見やすいまま理解することができます。

翻訳スピードも速く、約30秒でファイルの翻訳が完了。しかも、翻訳前と翻訳後のファイルを並べて表示できるので、英語の表現と日本語訳を比較しながら読み進められます。

「専門外の論文を読むのに便利」「文章の多い論文を読む際に重宝している」と、研究者や学生から高い評価を得ています。

Readableを使えば、英語論文読みのハードルが下がり、研究効率が格段にアップ。今なら1週間の無料トライアルを実施中です。 研究に役立つReadableを、ぜひ一度お試しください！

Readable公式ページから無料で試してみる