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第一部又被分為了十六個班，各自有獨立的研究方向，分工非常細緻和清晰。笠原班（病毒）：研究濾過性病毒及當地風土病。田中班（昆蟲）：研究昆蟲。吉村班（凍傷）：研究治療凍傷的有效方法及航空醫學。高橋班（鼠疫）：研究鼠疫。江島班（赤痢）：研究赤痢及血清學。太田班（炭疽）：研究炭疽。湊班（霍亂）：研究霍亂。
岡本班（病理）：研究病理、**及死體解剖。石川班（病理）：研究病理及製作人體組織標本。內海班（血清）：研究血清、開發疫苗及實行細菌戰時當友軍感染後對症療法。田部班（傷寒）：研究傷寒。二木班（結核）：研究結核菌。草味班（藥理）：研究藥理、毒劑的化學結構。
野口班（斑疹傷寒）：研究斑疹傷寒。肥之藤班（炭疽）：研究炭疽。碇班（炭疽）：研究炭疽。在田班（x光）：研究x光等其他放射線。特別班：負責特別秘密監獄的管理和實驗動物的培養。
這些班就如同實驗室裡的各個科研小組一樣。都有自己的科研專案和研究領域。彼此間還能互相交流和借鑑。最為現代化的生物細菌及病毒研究所。也不過就是在這些科研組的專案上，增加了幾個內容而已。就如安布雷拉分佈在世界各地的研究所，又如同高飛自己正在不斷擴張的馬達加斯加科研基地。
不過，731部隊的這16個班，試驗用的**，只有少量的白鼠、馬、狼等動物，大部分的**試驗物件，都是人類。而且幾乎全部都是活人。他們被日軍的其它部隊以及731部隊下屬的各個特殊部隊抓捕偷運到特殊監獄中，然後迅速被轉入到各個班的實驗室中。
這些活人們被731部隊的成員稱之為“圓木”（丸太），**試驗也被日軍暗稱為“馬路大”，此項作業的要點是：必須保證解剖物件是絕對清醒的狀態，也就是說，絕對不能麻醉。因為日本軍醫認為麻醉後的研究資料是不真實的。其解剖場景慘絕人寰。解剖時，那淒厲的慘叫聲是常人所無法想象的。此項工作也是731部隊所有醫師所必備的基礎技能。
除了對這些活人進行“**解剖”，還有各種各樣的試驗方案。許多試驗方式就是高飛這個芝加哥大學醫學系的博士都猜想不到的，可以說只有日本人才能有如此超越正常人的思維，設計出如此毫無人性可言的研究方案並加以執行！
在這些資料資料中。許多資料都是獨一無二的，因為許多試驗專案都是見光即死。不可複製的型別。比如說手榴彈試驗：用人在不同的距離和位置進行手榴彈試驗。這可不是模擬人，而是真正的活人。
此外，還有凍傷試驗：將活人直接鎖拷在零下溫度的冰室內，觀察活人在冰凍條件下的肌肉和面板、內臟等器官的壞死狀況。
火焰噴射器實驗：731部隊將試驗者關在廢棄裝甲車內，用火焰噴射器烤之，以測驗火焰噴射器威力。
鼠疫實驗：將鼠疫桿菌注入試驗者體內，觀察其反應。
無麻醉拔牙：目的是測試傷員在未麻醉的情況下是否可以忍受拔牙手術，實驗結果是無人能夠忍受。在此處，進行試驗的731部隊成員還“風趣”地補充道：“如果已經嚴重鬆動的牙齒則另當別論”。
人與馬血互換：將身體強壯的男女活人血液抽去大部，此時試驗者全身痙攣，幾名軍醫都無法完全按住。然後立即輸入馬的血液，並觀察試驗者的表現，結果身體排異性明顯，試驗者全部死亡。
病菌對胎兒的影響：透過集體強*暴女性試驗者，使其懷孕後，感染病菌，待胎兒成形後進行**解剖，觀察胎兒的狀態。
人*畜雜*交：強迫女性試驗者與馬、狼或其它動物交配，研究所謂劣等民族的最佳化辦法。
人體四肢互換：