Desde a primeira vez que assisti ao filme, ficou absolutamente claro para mim que Natalie DID percebeu que Leonard é o assassino de Jimmy. Seria estupidamente estúpido supor que uma bomba-relógio que matou várias pessoas e que aparece no carro de Jimmy e até mesmo em seu traje (!) Não teria nada a ver com seus mortos - altamente improvável, especialmente por um pessoa tão inteligente quanto Natalie. Mas como Natalie (como todo mundo) sabe sobre ele e sua condição, ela não pode culpá-lo por isso - ainda ela fica brava com ele ("Agora eu vou usar você, sua aberração triste!"). Mas matar Leonard seria tão inútil quanto destruir uma arma para se vingar de um assassinato. Natalie sabe que Leonard é apenas um brinquedo para quem o usa e decide preferir ir para o que ela sabe que está por trás de tudo isso - Teddy.
Realmente eu acredito que no filme Natalie é a única que entende completamente a condição de Leonard e ela sabe magistralmente como manipulá-lo. Em todo momento ela está agindo de forma extremamente inteligente, manipuladora e de sangue frio. Teddy está tentando manipular Leonard também, mas se ele soubesse, agora ele perdeu o controle - provavelmente porque depois de anos tentando melhorar a condição de Lennys (e obtendo seu próprio quinhão de lucro com isso), ele se cansou e se descuidou. Por que mais ele lhe diria a verdade (que eu acredito que seja) que ele é realmente Sammy, sabendo que esta é a última coisa que Leonard quer ouvir.
BTW Acredito que Teddy ainda é um policial de verdade (um informante, como ele disse) que estava em uma missão secreta envolvendo Jimmy. Ele conseguiu ganhar sua confiança, talvez oferecendo a experiência comprovada de Leonards como um assassino sem memória como um bilhete de entrada (Jimmy e Natalie parecem saber tudo bem sobre isso). Sua resolução para matar Jimmy, fazendo com que parecesse uma disputa entre traficantes de rivais e fazendo isso com 200 000 dólares, até funcionou, mas saiu pela culatra no final porque subestimou a loucura e determinação de Leonard, o monstro que ele mesmo ajudou a criar.