Nel 1965, Melzack e Wall furono i primi a dimostrare interesse per l'utilizzo dell'elettricità per alleviare il dolore, facendo riferimento ai progressi della conoscenza fisiologica relativa al tragitto midollare delle informazioni sensitive. La teoria fisiologica che ne risulta è stata descritta dagli autori con la denominazione di: Gate Control (si veda la definizione nel glossario)

Da allora, questo tipo di trattamento è conosciuto con il termine di TENS (Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation) oppure Gate Control.Si tratta di un metodo ampiamente riconosciuto e applicato nel settore medico. Lo scopo di questo tipo di stimolazione è sollecitare le fibre nervose afferenti della sensibilità tattile (le fibre Aβ). Questa eccitazione delle fibre Aβ trasmette quindi numerose informazioni di ritorno verso il corno posteriore del midollo spinale e blocca o limita quindi la comunicazione dei segnali nocicettivi che utilizzano fisiologicamente la stessa via d'ingresso (stessa porta) midollare.

È possibile osservare questo effetto quando, per riflesso, dopo un trauma si sfrega istintivamente la zona dolorante. La stimolazione meccanica dei ricettori tattili dell'area dolorante trasmette informazioni di questo tipo di sensibilità al corno posteriore del midollo spinale a scapito delle informazioni nocicettive che si vedono chiudere la loro porta d'ingresso midollare (Gate Control).

Le indicazioni per i programmi di tipo TENS sono molteplici, poiché ogni tipo di dolore, a condizione che sia relativamente localizzato può beneficiare dell'effetto "Gate control".

Nella maggior parte dei casi, gli effetti del programma TENS consentono di trattare il dolore in modo palliativo, come è diventato frequente, per esempio, per le sindromi iperalgiche dei tumori allo stadio avanzato. L'elettroterapia antalgica di tipo TENS è diventata ormai un trattamento tradizionale fra le diverse opzioni terapeutiche di cui dispongono i medici algologi.

Oltre alle indicazioni molto generali, i programmi TENS rappresentano un trattamento elettivo per le patologie la cui sindrome dolorosa ha origine da un' insufficienza o un'assenza degli influssi abitualmente continui della sensibilità tattile (dolori di deafferenzazione), lasciando quindi spalancata la porta di ingresso midollare affinché le informazioni nocicettive possano essere richiamate anche in assenza di lesioni, come illustrato dall'esempio dei dolori dell'arto fantasma negli amputati. In seguito all'applicazione dei programmi TENS, il dolore sarà attenuato per una durata variabile di svariate ore. L'uso di questi programmi non ha limiti. In alcune situazioni, accade persino che, per i pazienti affetti da dolore cronico importante, gli elettrodi siano collocati direttamente sulle radici nervose sensitive; questi pazienti effettuano da 8 a 12 ore quotidiane consecutive (e talvolta di più) di stimolazione antalgica di tipo TENS.

Durante la stimolazione, l'ampiezza degli impulsi elettrici (durata di passaggio della corrente) è adattata per stimolare le fibre nervose afferenti della sensibilità tattile la cui cronassia (si veda la definizione nel glossario) è oggi ben nota. Le fibre Aβ, cioè le cellule nervose più eccitabili, possiedono la cronassia più corta (in media 50µs, cioè 50 milionesimi di secondo) valore che sarà applicato alla durata dell'impulso ottimale di stimolazione durante i trattamenti di tipo TENS.

Poiché lo scopo del trattamento è la saturazione del corno posteriore del midollo spinale con l'entrata massiccia di informazioni della sensibilità tattile, la frequenza degli impulsi (numero di impulsi elettrici al secondo) utilizzata sarà elevata e adatta alla fisiologia delle fibre Aβ capaci di veicolare da 50 a 150 informazioni al secondo (frequenza media di 100 Hz).

Durante la stimolazione, l'utente percepisce delle parestesie sotto gli elettrodi. Tuttavia, in seguito a un fenomeno abituale di tolleranza (si veda la definizione nel glossario) la sensazione di parestesia scompare dopo pochi minuti (talvolta meno) di trattamento. Per lottare contro il fenomeno della tolleranza, occorre aumentare nuovamente l'intensità oppure optare per un programma di tipo TENS che modifica i parametri di stimolazione durante il trattamento (come alcuni programmi specifici menzionati qui di seguito).