В состав второго отряда экспедиции 1785 г., о которой говорилось выше, в качестве носильщика топографических инструментов вошел сын крестьянина Могами Токунай (подлинная фамилия Такамия), знакомый с основами астрономии и географии, но не имевший опыта полевых работ.

При съемке восточного побережья Хоккайдо к лету 1785 г. он приобрел необходимые навыки и в августе на торговом судне переправился через пролив Лаперуза в поселок, расположенный на западном берегу Сахалина (у 46° с.ш.), близ мыса Крильон, южной оконечности острова. Опираясь на него как на базу, М. Токунай намеревался провести исследования внутренних районов. Когда же выяснилось, что никаких дорог там нет, он изменил план. На нанятой у айнов лодке он впервые проследил 600 км побережья Северного моря (Татарского пролива) до 50°45' с.ш., закончив плавание за 10 дней. Из-за нехватки продуктов пришлось вернуться обратно в поселок. Здесь он пополнил запасы продовольствия, на лодке обследовал все побережье залива Анива и в сентябре вернулся на Хоккайдо, где зимовал.

В начале 1786 г. М. Токунай уже в качестве официального съемщика положил на карту о-ва Итуруп и Уруп Курильской гряды (причем по окончании съемки он овладел айнским языком: его проводником был представитель народности айнов), а в июне вновь прибыл на Сахалин и на пяти лодках со съемкой прошел вдоль западного побережья до 48° с.ш. Далее к северу продвинуться он не решился и, выполнив несколько коротких пеших экскурсий в «глубинку», вернулся на родину. Отчет, составленный М. Токунаем, заинтересовал первого министра Японии, и его автор был вызван для беседы.

В результате М. Токунай получил задание организовать новую экспедицию на Сахалин. Однако некоторое время его преследовали неудачи. В одно из посещений Хоккайдо, где он намечал основать базу, его ограбили, и, чтобы добыть средства к существованию, он работал то дровосеком и разносчиком лекарств, то торговцем табаком и учителем. В другой раз, в 1789 г., по ложному обвинению он просидел какое-то время в тюрьме. В 1792 г. М. Токунай все же попал на Сахалин. Ему удалось проследить западное побережье острова еще на 150 км, до 52° с.ш., а на восточном пройти около 500 км вдоль берега залива Терпения до вершины и открыть лагунное озеро Тарайка (Невское). Снарядившись в небольшом поселке, он впервые поднялся по р. Поронай до верховьев и, перевалив хребет, вышел к западному побережью острова.

Итогом исследовательской деятельности М. Токуная, крупнейшего японского топографа XVIII в., были карты Хоккайдо и Сахалина, составленные в основном им самим и представлявшие значительный шаг вперед по сравнению с имевшимися до него. Японские историки выделяют также его работу «Заметки о Хоккайдо». Однако относительная известность пришла к нему уже после смерти — в конце XIX в.: сведения о Сахалине власти считали секретными и большая часть его материалов осталась неопубликованной.